宇宙有多大? 宇宙到底有没有尽头?

奇闻怪事 2023-03-29 08:00www.huluw.com奇闻怪事

现代天文学将宇宙定义为时间、空间、物质的总和。宇宙到底有多大?这个问题一直是科学家们努力研究的方向。宇宙已经发展壮大了138.2亿年,从另一方面来讲,加上发展壮大之前的数据,宇宙的直径可能达到920亿光年。宇宙有没有尽头?这个问题目前还没有合理的解释。

宇宙有限无边。就像地球的表面,有一定的大小(即有限),但没有边。而宇宙也是一样,是有限的,宇宙自身的引力太大了,以至于把宇宙中的空间弯折回自己自身(就像一个圆,只不过是四维的)。

现代天文学认为,宇宙是所有时间、空间、物质的总和,是我们这个物质世界的整体,是物理学和天文学的最大研究对象。解释宇宙的科学方法和理论构成了具有现代意义的宇宙学。时至今日,宇宙学已经成为了一门精确科学。古代对宇宙的定义,有西汉的《淮南子》往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。

关于宇宙的理论非常多,很多都很复杂,目前普遍接受的是有限无界。该理论认为,宇宙的拓扑结构是一个超球面,超球面不同于球面,属于一个四维的概念,而我们属于三维空间生物。

无法直接观察到四维的超球面,意思就是宇宙到底长什么样是无法描述的。正如以前的人们只能看到地面而无法直接观察到地球是一个球体的,原因就是人只能在前后左右两个维度上移动,是无法直接观察到地球这个三维物体的。

通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138.2亿年,但宇宙的直径显然要大于这个数值,最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年,甚至更大。

人类所观察到的部分宇宙的物件大约是由4.9%的普通物质(构成恒星、行星、气体和尘埃的物质)或重子,26.8%的暗物质和68.3%的暗能量构成。重子物质构成星系际的蛛网。

而我们现在乘坐宇宙飞船沿着三维的直线前进,但对于宇宙这个四维物体而言你走的并不是一条直线,而是在四维宇宙的三维超曲面上进行的移动。

正如要离开地球这个三维球体必须进行三维空间上的移动,要离开宇宙这个四维物体必须进行四维的移动,但对于人类这种三维生物而言,进行四维的移动是无法想象且不可能的。

将宇宙想象成一个球体是在我们只能在球面上移动的前提下进行的,这可以帮助我们理解宇宙为何有限无边,正如我们在地面上走是找不到边界的但地球明显是有限的。

但宇宙是一个四维超球体,理论上我们的飞船沿着三维空间直线前进最终会到达原点,这时我们就可以来估计宇宙的四维尺度了,显然对人类而言这是个不可能完成的任务。

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