宇宙是什么样子的?是球形的吗?去到宇宙的边缘会怎么样?
生活在深海中的鱼,它从来不浮上水面,永远也不会知道它所处的世界之外是什么,想不到的,正如同我们无法想象七种颜色之外的宝石颜色是什么样的颜色一样。科学建立在事实基础之上,宇宙之外,人类现在观测得到的只是宇宙的一部分,叫做可观测宇宙。
宇宙是非常实心的比一块石头还顽固的一样东西在人类的眼里宇宙是有异常多的星球星系组合而成,并且它们之间存在着非常远的空间,还是人类千万年的文明都无法逾越。在人类的思维中这个宇宙非常浩瀚,甚至有亿万光年那样遥远而不可思议。
那是人类与宇宙之间的认知,真正的宇宙并不如此。它如同一块石头一样是一个十分密封的整体,星球之间的密度比石头中的粒子还密集。一块石头千万年海枯石烂,一个宇宙亿万年生命体征。可见宇宙中星球之间的结合力,要大大强过石头间物质的结合力。也可以感觉到宇宙中星球星系间的紧密程度,远远超过一块石头之间的物质组合。
事实可知,地球上的一块石头,它不是在这个地球上就可以自然而成,而是经受了整个宇宙的综合效应而形成。换句话说宇宙具有亿万年的生命结合力,效应到地球上的石头只有千万年的生命力。
现在我们知道宇宙只是一块普通不能再普通的石头而已只是这块石头与人类之间相比,实在是庞然大物,甚至是无穷无尽的地步。但原则上与一块普普通通的石头毫无不同。既然宇宙只是一块普通石头,那么宇宙之外会是什么呢?大家也许都已经知道答案了,石头旁边还会有什么?
宇宙这块石头比自己人类眼中的石头稍微大了点,人类的大脑就异想天开了,以为这是庞然大物而丧失了自己必要的理智。以为宇宙之外就不得了,恐怕还会有吃宇宙的老虎。
说一点传统的吧宇宙就是时空,我们的世界我们自己也是时空的。时空是物质的一体两面,无极是时空回缩一点的状态,太极是时空初步展开了,这是宇宙基本场。展开后有时间为主的这个主动,属阳,有空间为主的,趋向于凝聚,这个属阴。阴阳互相结合,有了三,这个三又互相结合,生成万物。宇宙就是阴阳分阴阳合的过程。
宇宙太大,我们还没到边缘,也许永远到不了。其实外面也是虚空,也是时空,也是时空初步展开的状态,至于有没有其他宇宙,难说。即使本宇宙里宇宙墙,没有星体的,其实还有微弱的引力场,电磁波等,宇宙基本场等。
人要有想象,但不能太过幻想人类最远不过观测到130多亿光年的距离,且是理论上的猜测距离,最远的航天器仍然没有冲出太阳系,离最近的恒星4.5光年,一个银河系是10万光年直径,而太阳系距离银河系中心2.6万光年,光从太阳到地球8分钟,从地球到火星人类的航天器需要几个月时间。
在一个以光速来计算距离,如此大空间宇宙空间内,想想人类只有这个宇宙微尘一般存在感,对宇宙有一种敬畏之心,宇宙之大无法想象,宇宙之神无法理解,宇宙之形无法预料,宇宙之景无法感观。
儿时总是对世界充满了好奇,因此很多的问号会缭绕在我们有限的小脑袋里,我们会去问,去想,但是有些问题也许直到我们成年以后依然没有找到答案……而其中一个可能每个人都会问的问题:
宇宙是什么样子的?宇宙有边缘吗?当我走到宇宙的边缘会怎么样呢?在我小的时候,总是有一连串关于宇宙的问题:宇宙是什么样子的?宇宙有边缘吗?当我走到宇宙的边缘会怎么样呢?会掉下去吗?掉到哪里去呢?我一直以为这个问题我永远也找不到答案,因为人类太有限了,我们不可能走到宇宙的边缘去看一看。
由于我是一个典型的“问题儿童”,经常问很多很多关于宇宙的问题,所以在我小时候,爸爸给我买了一套《十万个为什么》,但是我并没有在里面找到问题的答案,直到长大一点,我才在科普书里找到了答案。所以这篇问答,我想写给跟我一样有过这样问题的小朋友,我尽可能用小朋友能明白的方式写下来。如果你家里或身边朋友家里有小朋友,可以把这篇问答转发给他们看。(^_^)
空间形状之谜:平直还是弯曲?小朋友一定觉得奇怪,空间怎么会是弯曲的呢?从古至今,所有人都没有怀疑过空间是平的,甚至他们都不认为空间会有形状。伟大的科学家牛顿也是在空间是平的基础上提出他的万有引力理论。
但是在上世纪初,有一个初出茅庐的博士生提出了时间和空间是纠缠在一起互不可分的,称之为时空,这个理论称为狭义相对论,这位博士生就是爱因斯坦。他凭这个伟大的理论成为一位年轻的科学家,并进入大学成为一位大学教授。十年后,爱因斯坦再次提出一个颠覆人类认知的科学理论——广义相对论,提出时空会被周围的物体“压”弯。
爱因斯坦说,地球围绕太阳转并不是因为太阳用万有引力把地球拉住绕圈圈,而是地球在太阳“压”弯了的时空里勇往直前地绕圈圈。简单地说就是地球原本走的是直线,但太阳的质量使地球所走的直线变弯了,弯成了一个圆圈,地球就沿着“直线”在这个圆圈里转了。
宇宙的形状——有限无边的超球面聪明的爱因斯坦发现了空间会弯曲以后,他马上想到了我们的宇宙,他想,如果整个宇宙时空都是弯的,它最终不就首尾相接成为一个“圈”了吗?
当然爱因斯坦所想到的宇宙形状并不是一个圆圈,因为我们的宇宙并不是一条线,而是一个弯曲的立体!现在要大家发挥想象力来理解爱因斯坦的弯曲宇宙了。
一维的直线空间:一条直线只有2个方向,即前、后。
二维的平面空间:一个平面有4个(互相垂直)方向,即前、后、左、右。
三维的立体空间:一个立体有6个(互相垂直)方向,即前、后、左、右、上、下。
当一维的直线弯了以后,会变成一个圆圈。
当二维的平面弯曲了以后,会变成什么呢?聪明的小朋友可能会猜到了,会变成一个球面。
那么当三维的立体弯曲以后呢?爱因斯坦说它会变成一个超球面,就是一个四维的“超级球”的表面。而我们的宇宙正是这样一个弯曲的超球面宇宙。
有限无边的宇宙虽然空间弯曲已经被光线弯曲间接地证实了,但是其实我们无法想象弯曲的空间是什么样的,不但我们想象不出,连天才爱因斯坦也承认说自己想象不出,这是因为我们没有三维空间弯曲的经验,也就是说我们没看见过,就像我们想象不出我们没见过的颜色一样,我们也没有人能想象出弯曲的超球面宇宙是什么样的。
虽然想象不出,但科学家能描绘它的一些特点,第一个很重要的特点就是——有限。我们从前面一维的直线弯曲后的样子就知道,它的长度是有限的,直线的长度可以无限长,但当它弯成一个圆圈时,它的圆周长度不可能是无限长的。当我们推广到三维弯曲的超球面宇宙,也就同样知道它的大小是有限的。
但又有第二个重要的特点就是——无边。就是说宇宙虽然大小有限,但它没有边际。从上面的圆圈小朋友很容易就明白,因为我们找不到圆圈的尽头,虽然它长度有限,却没有尽头,你可以在圆圈里永远的向前走下去,永远也到不了尽头,你可能走一圈后又回到了出发的地方。我们的宇宙正是这样,它的大小有限,但当我们向任何一个方向走,却永远也走不到尽头,因此我们永远不会到达宇宙的边缘,因为它并没有边缘。
所以我们现在就知道了问题的答案:宇宙是什么样子的呢?答案是——宇宙是一个弯曲的超球面。
去到宇宙的边缘会怎么样?答案是——宇宙没有边缘,所以我们永远到不了宇宙的边缘,因为那边缘根本不存在。