宇宙的尽头是什么,即使光速也得飞465亿年才能抵达已知宇宙边缘

如题所述

第1个回答  2022-08-14


在各个不同的时期,人们对于自己所处的这个世界也有不同的认知,比如我们现在对于地球的看法肯定和数千年前的人大不相同。虽说我们还没有完全搞清楚关于地球的一切,但我们至少知道 地球在这个宇宙中究竟是怎样的存在 ,知道 人类的渺小

至于未来我们还会见识到一个怎样的宇宙,我们现在显然是还没有办法预料的。我们唯一可以肯定的是, 人类必然还将在之后继续 探索 这个广大的宇宙 ,补充我们现在仍然缺失的众多知识,争取将我们的文明建设得更加伟大。

有一个问题是一直以来都困扰着人们的,那就是 这个宇宙究竟有多大呢? 在近代科学发展之后,我们对于宇宙的观测技术也大大进步,出现了众多的光学观测器材。到了现代, 光学观测器材已经无法完全满足我们对于宇宙 探索 的需要了

我们又研制了许多探测那些“肉眼见不到”的宇宙物质的仪器,比如 射电望远镜 等等。在多种工具配合之下, 我们对于自己所处的这个空间又有了什么全新的认知,能够从中得出什么样的结论? 让我们一起来看看吧。

既然我们想要知道宇宙中更多物质的样貌,那么首先我们要知道宇宙究竟是怎么诞生的,也就是这个 物质宇宙的起源 。现在的人们已经知道我们的宇宙并非是像神话中所说的那样,是“造物主”的作品,而是起源于 数百亿年前的一次大爆炸

在无尽的真空之中,所有的物质都集中于那一个 “奇点” ,而在大爆炸发生之后,这些物质迅速地喷涌而出,不断向外扩张,我们的宇宙就这样诞生了。时至今日, 我们的宇宙仍然处于大爆炸的不断膨胀状态中

显然,人们无法知晓在大爆炸发生的当时是什么样的光景,只能够 通过一些目前仍然残留在宇宙空间中的线索,去推测年轻的宇宙所经历的一切

比如我们的光学观测器材,目前已经接收到了来自于138亿年前的光亮,那么这是不是说明在这些 光芒到来的地方,就是我们身处的宇宙的尽头呢? 在思考这个问题之前,我们需要先弄清楚一点,那就是我们的宇宙究竟有多大, 是不是我们已知的宇宙就是其本身存在的范围呢?

尽管 我们能够看到的是138亿年前的光亮,但这并不代表我们的宇宙只有138亿光年的半径 。这主要有两个原因,一是我们的宇宙从大爆炸以来就在不断地膨胀着,光到达我们所在在之处,被人类的观测装置所接收到需要的时间中,物质本身也在随着宇宙地膨胀而 不断地相互远离

根据研究者们对于宇宙膨胀的速度计算,这些 在138亿年之前放射出光芒的星系已经距离我们很远了 ,大约已经 在465亿光年之外

由于这是我们观测到的可知宇宙的最古老光亮,因此这就代表着我们的 可知宇宙半径在465亿光年左右 ,也就是整个宇宙的直径大约是930亿光年。简单来说, 即使是用光速,也得飞465亿年才能够达到已知宇宙的边缘

那么,这就是我们宇宙的真实大小了吗?其实还有第二个影响因素,那就是我们也许并不是处在已知宇宙的“中心”,因此我们无法确定这束光亮究竟是不是真的就来自于宇宙边缘。因此, 我们也无法确定真实宇宙的大小就真的是930亿光年

在我们能够观测到的宇宙边缘连接着 “不可知宇宙” ,如果按照常规的速度和方式我们将永远无法触及到这之外,因为宇宙的膨胀速度已经超过了光速。也就是说 我们可以知道宇宙在膨胀,但是我们却永远无法看到那之外还有什么

也许未知宇宙是一个比已知宇宙更加广大的世界,但是还存在着一系列的 外星文明 。但是由于光速的桎梏,我们永远也没有办法实际观测到彼此。 为什么我们的速度极限是光速呢?在光速之上我们究竟还有没有更快的速度?

人类从认识到地球重力的束缚之后,就一直在 寻找摆脱桎梏,去往宇宙空间的方法 ,并且意识到了 问题的关键就是速度

我们只有达到了 “第一宇宙速度”, 也就是 每秒7.9千米 的时候 才能够 冲出大气层 ,成为围绕着地球轨道运行的物体,如果我们的速度小于这个值,那么就会被 地球的引力 所束缚 ,向着地面的方向坠去 。而如果我们 超过了“第二宇宙速度” ,物体就会 离开地球轨道,转而进入太阳的引力轨道中,成为“人造行星”

而如果我们制造的飞船成功达到了 每秒16.7千米 ,也就是 “第三宇宙速度” ,那么我们就可以 离开太阳引力的束缚,去到更加遥远的宇宙空间

第三宇宙速度是 人类目前能够达到的极限 ,但是根据研究者的计算,在那之上应该还有三个阶段的速度,其中 最快的速度就是光速 ,这也是物质在不扭曲的常规看见空间中能够达到的最高速度,大约是30万千米每秒,这是狭义相对论所决定的,因此在常规情况下, 不会有速度超过光速,人类在也无法办到

既然我们无法亲眼目睹已知宇宙之外的世界,那么我们能够通过计算来推测出宇宙的真正尽头有什么吗?要想回答这个问题需要一个前提,那就是 我们的宇宙究竟有没有尽头? 如果是一个没有尽头的存在,那么又谈何“尽头的事物”呢?

尽管我们的观测条件有限,但研究者们还是找出了一个测量宇宙大小的方法,那就是 曲率 。任何一个有限的空间的曲率都不可能为0,只有 无限的空间才能够做到绝对平坦 ,这就是 曲率测量的理论前提

经过测量之后研究者们发现,宇宙的曲率是趋近于0的,也就是 宇宙本质上无限 ,自然也就 不存在尽头一说 。实际上在研究者给出的三种宇宙模型中, 只有球形的封闭宇宙是有限的 。但是 即使是一个有限的宇宙,也并不存在“尽头”一说

因此,按照我们现在掌握的信息来说,宇宙是一个在 不断膨胀着的无限物质空间 ,物质之间在相互远离。等到物质之间的能量稀薄到一定程度之后,宇宙就会进入 “热寂” 状态,并开始 坍缩 ,最终回到初始的状态。

既然 光速本身就已经是速度的极限,那么是不是我们永远不可能拆超过它了? 但是我们可以转换一个思路,毕竟加快速度的目的就是在更短的时间里去往更远的地方,也就是说我们 结果远远比过程更加重要

既然光速最快的前提是 通常空间 ,那么我们是不是可以 借助装置直接进行空间穿越 ?人们现在已经对这个装置提出了设想,那就是 曲速引擎 。这种引擎能够直接从空间本身入手,直接超过光的实际行进速度, 达到光速的数倍甚至数十倍

尽管这种引擎目前只存在于一些科幻作品中,但并不代表它真的在将来不会存在。因为从纯理论的角度来看,曲速引擎并没有什么问题,只是 实现这一技术还需要时间 。等到这项技术成熟之后,我们就可以真的完成像是电视剧里面那样的“星际旅行”了。

等到那个时候,人类会在现在能够看到的宇宙之外发现什么样的世界?这对于我们来说还是未知的,但是却非常值得期待,因为人类的 探索 永无止境, 我们对宇宙中的一切都保持着永不止息的好奇

通过这项研究我们也能够知道,我们对于宇宙的一系列 探索 并不是“无用”的,它 涉及到的是未来世界更加实际的方面 ,比如我们进行星际穿越的问题。对于人类来说,地球的资源是有限的,但是人类很明显不可能放弃持续的发展。

面对着地球越来越严重的问题,我们只能够 不断地寻找新的资源供应或者是其他的家园 。但是对于现在的人类来说,技术上的不足严重限制了我们的发展,我们甚至 不能够在短时间内到达太阳系中的其他星球

如果我们有一天能够在我们的银河系乃至于已知宇宙中任意遨游,那么现在很多困扰我们的问题都不再是问题了, 人类这个种族能够在更多的天体上建立自己的文明 ,那么在整个宇宙的范围内也能够算得上是“高级”了。

相比起来,现在的人类还处在 “被动接受”的阶段 距离我们设想的发展目标还有很远 。不过好消息是,研究者们并没有停止自己的奋斗,我们有望在未来了解到更多的宇宙奥秘,并且不断 向着广大的空间继续迈出自己的脚步

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