浩瀚宇宙充滿(mǎn)了無(wú)數的未知,人類(lèi)對宇宙的探索從未停止。今天,讓我們一起認識它,并提出疑問(wèn)與見(jiàn)解,本文將會(huì )以通俗易懂的方式讓大家了解宇宙。
一、宇宙的誕生
長(cháng)久以來(lái)我們一直都在思考我們究竟是如何來(lái)到這個(gè)世界的?人們提出了很多假設,有些假設非常有趣,其實(shí)歷史上每個(gè)文明每種宗教都有自己獨特的見(jiàn)解。
今天我們所說(shuō)的宇宙大爆炸,是目前最具實(shí)驗證明最得到科學(xué)界認可的說(shuō)法,宇宙的一切起源于虛無(wú)。最初宇宙大爆炸的說(shuō)法是遭受質(zhì)疑的,科學(xué)家們認為宇宙是一直存在的,沒(méi)有開(kāi)始也沒(méi)有結束,其過(guò)去和現在和我們看到的一模一樣。
直到1929年,一個(gè)叫哈勃的人用自己的望眼鏡觀(guān)察星空,發(fā)現了一個(gè)非常奇特的現象。哈勃在加利福尼亞的一座山頂上看到的,并不是一個(gè)恒古不變的成熟的宇宙。他注意到一個(gè)星系系正以一種驚人的速度猛烈碰撞,然后相互分離。哈勃發(fā)現的那個(gè)星系非?;钴S,也十分奇怪,正是這個(gè)原因讓人們對某些毫無(wú)爭議的物理現象提出了質(zhì)疑。
再后來(lái)人們發(fā)現了宇宙微波輻射,推算出宇宙誕生于138.2億年前
1965年,宇宙微波背景輻射的發(fā)現和確認更使絕大多數物理學(xué)家都相信:大爆炸是能描述宇宙起源和演化最好的理論?,F在宇宙物理學(xué)的幾乎所有研究都與宇宙大爆炸理論有關(guān),或者是它的延伸,或者是進(jìn)一步解釋?zhuān)绱蟊ɡ碚摰目蚣芟滦窍等绾萎a(chǎn)生,早期和極早期宇宙的物理定律,以及用大爆炸理論解釋新觀(guān)測結果等。
上世紀80年代巨型計算機出現后,科學(xué)家們有了新的手段來(lái)模擬和了解星系形成的方式,但是結算結果卻發(fā)現了奇怪的東西,星系好像不能僅僅由普通物質(zhì)形成,它們以黑暗的看不見(jiàn)的形式存在。這種奇怪的物質(zhì)肯定也在發(fā)揮作用,但遺憾的是它并不能像普通物質(zhì)那樣發(fā)光,這就意味著(zhù)任何人都看不見(jiàn)它嗎,科學(xué)家們把這種物質(zhì)定義為暗物質(zhì)。
直到近代,科學(xué)家們利用粒子加速器成功模擬出宇宙大爆炸的過(guò)程。宇宙是虛無(wú),誕生是無(wú)中生有。
虛無(wú):什么是虛無(wú)?這是一個(gè)很難很難定義的概念。
假如我們有這樣一個(gè)密封的空盒子,抽去里面所有的空氣,所有的灰塵,每一個(gè)單一的原子,移去里面所有的一切,直到?jīng)]有東西留下。那么還有什么存在于盒子的空間里呢?難道真的什么都沒(méi)有了么?
暗物質(zhì):1915年,愛(ài)因斯坦根據他的相對論得出推論:宇宙的形狀取決于宇宙質(zhì)量的多少。他認為:宇宙是有限封閉的。如果是這樣,宇宙中物質(zhì)的平均密度必須達到每立方厘米5×10的負30次方克。但是,迄今可觀(guān)測到的宇宙的密度,卻比這個(gè)值小100倍。也就是說(shuō),宇宙中的大多數物質(zhì)“失蹤”了,科學(xué)家將這種“失蹤”的物質(zhì)叫“暗物質(zhì)”。
熵:熵的概念是由德國物理學(xué)家克勞修斯于1865年所提出?;瘜W(xué)及熱力學(xué)中所指的熵,是一種測量在動(dòng)力學(xué)方面不能做功的能量總數。熵亦被用于計算一個(gè)系統中的失序現象。熵是一個(gè)描述系統狀態(tài)的函數,但是經(jīng)常用熵的參考值和變化量進(jìn)行分析比較。
1:物理學(xué)上指熱能除以溫度所得的商,標志熱量轉化為功的程度。
2: 科學(xué)技術(shù)上用來(lái)描述、表征系統不確定程度的函數。亦被社會(huì )科學(xué)用以借喻人類(lèi)社會(huì )某些狀態(tài)的程度。
3:傳播學(xué)中表示一種情境的不確定性和無(wú)組織性。
最有名的實(shí)驗是由奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓生死疊加 的著(zhù)名理想實(shí)驗,是把微觀(guān)領(lǐng)域的量子行為擴展到宏觀(guān)世界的推演。這里必須要認識量子行為的一個(gè)現象:觀(guān)測。微觀(guān)物質(zhì)有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微觀(guān)物質(zhì)以波的疊加混沌態(tài)存在;一旦觀(guān)測后,它們立刻選擇成為粒子。實(shí)驗是這樣的:在一個(gè)盒子里有一只貓,以及少量放射性物質(zhì)。之后,有50%的概率放射性物質(zhì)將會(huì )衰變并釋放出毒氣殺死這只貓,同時(shí)有50%的概率放射性物質(zhì)不會(huì )衰變而貓將活下來(lái)。
根據經(jīng)典物理學(xué),在盒子里必將發(fā)生這兩個(gè)結果之一,而外部觀(guān)測者只有打開(kāi)盒子才能知道里面的結果 。在量子的世界里,當盒子處于關(guān)閉狀態(tài),整個(gè)系統則一直保持不確定性的波態(tài),即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開(kāi)后,外部觀(guān)測者觀(guān)測時(shí),物質(zhì)以粒子形式表現后才能確定。這項實(shí)驗旨在論證量子力學(xué)對微觀(guān)粒子世界超乎常理的認識和理解,可這使微觀(guān)不確定原理變成了宏觀(guān)不確定原理,客觀(guān)規律不以人的意志為轉移,貓既活又死違背了邏輯思維。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我們也可以把熵理解為命運,萬(wàn)物不確定的命運。
結合起來(lái),宇宙的誕生是由一個(gè)什么都沒(méi)有的空間,由于熵的粒子不確定因素憑空出現了很多的正粒子和暗粒子,正粒子于暗粒子互相融合會(huì )消失,但是過(guò)程會(huì )產(chǎn)生能量。這個(gè)過(guò)程經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的歲月不斷上演,最終產(chǎn)生了巨大的能量在十億分之一秒中這些能量積聚在一起產(chǎn)生了一場(chǎng)超級大爆炸,并在那個(gè)環(huán)境下形成了如今的宇宙并產(chǎn)生了宇宙中的各種化學(xué)元素。
二、平行宇宙
平行宇宙是指從某個(gè)宇宙中分離出來(lái),與原宇宙平行存在著(zhù)的既相似又不同的其他宇宙。在這些宇宙中,也有和我們的宇宙以相同的條件誕生的宇宙,還有可能存在著(zhù)和人類(lèi)居住的星球相同的、或是具有相同歷史的行星,也可能存在著(zhù)跟人類(lèi)完全相同的人。同時(shí),在這些不同的宇宙里,事物的發(fā)展會(huì )有不同的結果:在我們的宇宙中已經(jīng)滅絕的物種在另一個(gè)宇宙中可能正在不斷進(jìn)化,生生不息。
有學(xué)者描述平行宇宙時(shí)用了這樣的比喻,它們可能處于同一空間體系,但時(shí)間體系不同,就好像同在一條鐵路線(xiàn)上疾馳的先后兩列火車(chē);它們有可能處于同一時(shí)間體系,但空間體系不同,就好像同時(shí)行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車(chē)。
2007年 8月,科學(xué)家在研究宇宙微波背景輻射(CMB)信號時(shí)發(fā)現了一個(gè)巨大的冷斑(cold spot),其中完全是“空”的,沒(méi)有任何的正常物質(zhì)或者暗物質(zhì),也沒(méi)有輻射信號,為什么宇宙中會(huì )存在如此怪異的時(shí)空。為了尋找這個(gè)答案,科學(xué)家認為這是另一個(gè)宇宙的證據,冷斑現象可能使得宇宙學(xué)家推出一種結論,暗示人們所處的宇宙之外還存在平行宇宙??茖W(xué)家通過(guò)普朗克望遠鏡觀(guān)測到的輻射數據發(fā)現我們的宇宙可能是10億個(gè)宇宙中的一個(gè),第一次有證據顯示平行宇宙是存在的。
三、多維空間
多維空間,是指由4條或者更多條維度組成的空間。
多維空間定義 “維”是一種度量,在三維空間坐標上,加上時(shí)間,時(shí)空互相聯(lián)系,就構成四維時(shí)空。

我們通常的空間概念,是指由長(cháng)、寬、高組成的三維空間。時(shí)間本身具有維度的某些特點(diǎn),例如一條時(shí)間軸可以連接無(wú)數個(gè)3維空間,因此可以認為我們生活在3+1維時(shí)空(4維空間)中;但時(shí)間與長(cháng)、寬、高卻是有很大的區別的,例如時(shí)間單位與長(cháng)度單位是不一樣的,因此這還不算真正意義上的多維空間。由于光子只能在三維空間中傳播,人的肉眼無(wú)法看到其他可能存在的維度,這就使得對多維空間的探尋非常困難。但是,眾多的科學(xué)家、物理愛(ài)好者和科幻迷還是提出了各種有關(guān)于多維空間的理論。
在平行宇宙理論中,由于存在著(zhù)無(wú)數多個(gè)3維宇宙,這些宇宙并不能通過(guò)長(cháng)、寬、高或者時(shí)間進(jìn)行相連,只能通過(guò)另外一條維度進(jìn)行連接,因此平行宇宙本身至少就是一個(gè)4+1維時(shí)空(5維空間)。
在弦理論中,認為各種基本粒子都是由很小很小的線(xiàn)狀弦組成的,在眾多現象難以用理論解釋的情況下,愛(ài)德華·維頓提出了11維空間的概念。
有些人認為,進(jìn)入黑洞就可以見(jiàn)到神秘的多維幾何體。
四、時(shí)間

時(shí)間 是一個(gè)較為抽象的概念,是物質(zhì)的運動(dòng)、變化的持續性、順序性的表現。時(shí)間概念包含時(shí)刻和時(shí)段兩個(gè)概念。時(shí)間是人類(lèi)用以描述物質(zhì)運動(dòng)過(guò)程或事件發(fā)生過(guò)程的一個(gè)參數,確定時(shí)間,是靠不受外界影響的物質(zhì)周期變化的規律。例如月球繞地球周期,地球繞太陽(yáng)周期,地球自轉周期,原子震蕩周期等。愛(ài)因斯坦說(shuō)時(shí)間和空間是人們認知的一種錯覺(jué)。大爆炸理論認為,宇宙從一個(gè)奇點(diǎn)處開(kāi)始,這也是時(shí)間的奇點(diǎn)。
折疊與平行宇宙
從廣義上講:平行宇宙就是宇宙在高一維度的空間中多出來(lái)的方向上有差值的平行時(shí)空。相鄰的宇宙在多出來(lái)的維度【坐標】上有著(zhù)不為零的最小差距。多出來(lái)的維度便是相對于宇宙的虛時(shí)間,可以通過(guò)穿越平行宇宙穿越虛時(shí)間。
五、探討
在認識了這些知識后,我們思考出幾個(gè)問(wèn)題。時(shí)間是否真實(shí)存在,如果時(shí)間只是一種度量,那么多維空間就不會(huì )存在。
宇宙不應該存在,科學(xué)家們認為,當大爆炸誕生宇宙的時(shí)候,產(chǎn)生了燈亮的物質(zhì)和反物質(zhì),如果這兩種物質(zhì)相遇它們就會(huì )互相湮滅產(chǎn)生龐大的能量,不會(huì )留下任何東西。那么為什么我們的宇宙還存在呢?我們思考一下,應該是大爆炸產(chǎn)生了太大的能量使正物質(zhì)的宇宙和暗物質(zhì)的宇宙相互分離,并且因為產(chǎn)生的物質(zhì)太多,不能在短時(shí)間內完全互相湮滅。
宇宙微波圖中沒(méi)有物質(zhì)的部分只是正物質(zhì)于暗物質(zhì)抵消后形成的虛無(wú)空間。平行宇宙是由暗物質(zhì)形成的另一個(gè)宇宙,超級黑洞是我們正物質(zhì)宇宙于暗物質(zhì)宇宙的空間破洞,當正常物質(zhì)于超級黑洞接觸時(shí)(包裹光)被互相湮滅,這就解釋了為什么所有東西都不能從黑洞中逃脫。我們的宇宙于暗宇宙正在以這樣的方式互相湮滅,最終再歸為虛無(wú)。
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虛無(wú)的盡頭是什么?還是無(wú)窮無(wú)盡的虛無(wú)嗎?
如果宇宙中的物質(zhì)都是由原子組成的,那么意識是由什么組成的呢?它是個(gè)什么東西?怎么形成的?
如果熵的定律最終被計算出來(lái),我們是否就可以算出我們的命運?
科學(xué)的盡頭也許真的就是神學(xué)
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(本文由潘琦原創(chuàng ))
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