我们的宇宙真的只是一个吗?还是有无限个宇宙的存在?
我们的宇宙真的只是一个吗?还是有无限个宇宙的存在?
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您好,国古代即有“天地四方曰宇,往古来今曰宙”的说话.我们的宇宙就是时间和空间的结合体.天地无极,时间无始无终,这是我们通常对宇宙的认识.宇宙实在是太神秘,太莫测的,以至人类在它面前只不过是沙滩上的一个小孩子罢了.人类的智慧太有限了.那么宇宙到底是无限的还是有限的,它有没有边界呢.千万年来,人类从来没有停止过对这个问题的追问.
再者,有限和无限又是怎么区分的呢.何为有限?何为无限?在我看来,没有绝对的无限,在人类小小的智慧面前,只有绝对的有限.有限和无限不是那么容易分得清楚的.西谚有云“一花一世界,一沙一天堂”,有限和无限在一个瞬间便可以得到转化和超脱.我们举一个数学上的例子:
我们知道实数轴是无限可分的,处处稠密.所谓“一尺之棰,日取其半,万世不竭”.从这个意义是说,整个实数轴是由无穷个点组成的.而一个小小的区间(1,2)也是由无穷个不可再分的点组成的.在这个意义上来说,一个在距离上可以衡量的小小的区间便和整个无穷的实数轴有共通之处.再者,一个两厘米的线段是由无穷个点组成的,而一个三厘米的线段也是由无穷个点组成的.这样一来,我们势必陷入了一种困惑:有限即是无限,无限即是有限,有限与无限是如此容易的可以转化.
数学上有无穷小量和无穷大量的问题.所谓小量是指一个无限接近0的小的不能再小的数(但是我们不能把一个可以写出来、可以说出来、甚至可以想象到的数称为无穷小量).而无穷大量则是一个大的不可能再大的数,一般可以用∞表示.我们能够想象到无穷个无穷小量的和是什么吗?是不是无穷大量呢?经过举例,可以得知无穷多个无穷小量的和可以是一个具体的数字,比如说1、2、0、和100等,也可以是无穷大∞.
再举一个例子:0.9的循环,也就是说小数点之后有无数个9,在小学的时候老师教给我们的是后边有无穷个9,但是它却永远会比1小.老师解释的原因就是:它永远也不可能达到1.但是运用数学的级数理论和极限理论都可以证明,0.9的循环和1是完全相等的.看似不成立的东西,运用极其严格的数学证明之后,却是实在的真理,我们不得不面对这个问题,也面对人类的困惑.通过这两个例子,抽象的东西,可以和具象的东西联系和转化.比如说无穷小量的和可能是一个具体的数目.二者之间不存在鸿沟,可以相互转化和沟通的.
既然抽象的无穷大和无限可以和具象的有限相互沟通.可以大胆的下这样的一个结论(虽然我问过很多老师,在传统观念上是不可以这样提的,但是我固执的认为这是正确的):y=1/x的图像在x趋向于无穷大的时候是和x轴相交的,交点就是(∞,0).虽然无穷大是一个想象中的大的无法描述的数.但是我们可以化抽象为具象,曲线有∞这样一个点的时候是相于数轴的.那么有人可能要问了,既然可以相交,那么相交之后的图像是什么东西呢?问这个问题的人首先把我们讨论的前提给放弃了.因为我们谈的是无穷大∞,什么是无穷大呢?它是一个大的不能再大的概念,也就是说,在它之后,我们便不能再想到更大的数了.我们和智慧和思想遇到了不能再想象到的东西,便给它起了一个名字叫无穷大∞.在它之后的数字是超出我们的想象的,那么相交之后的图像和点却是我们的智慧能够想到的,便不是无穷大.承认交点是无穷大的情况下,就承认了后面的点和数是无法想象的.我们想象到的不是无穷大.
于是,绕了一个大圈子.我们回到宇宙的边界这个问题上.
有了前面的铺垫,我们便可以得出这个一个结论:宇宙在时间和空间上都是无限的,却是有边界的.我们不妨把宇宙的边界起一个名字叫:∞.也就是说,宇宙的边界是我们人类智慧的一个边界,是我们能想象到一个极限,超过这个极限的东西,是我们不能想象的.所谓宇宙是人类创造出来的一个词汇,就像时间一样.有人问:“上帝在创造时间之前在干什么啊?”这是一个有意思的问题.上帝在创造时间之前,肯定还没有时间,因为时间是在上帝创造了之后才出现了.那么我们用一个后来才出现的词汇来描述这个词汇出现之前的东西,肯定是不合理的.我们在想上帝创造时间之前在干什么这个问题的时候,是用的人类的语言和思维体系来思考不属于人类语言体系和思维体系的东西当然是不可能得出结论的.就像一个在二维世界里人是无法想象三维空间的.
同样,宇宙之外是什么呢?我们可以如前一样,把宇宙之外的这一个人类无法定义和思维和东西暂时的称为“非宇宙”.这是一个搞笑的概念.怎么说呢,我又是用一个人类的语言体系和思维体系中的字汇来定义非属于人类语言体系和思维体系的东西.甚至这个东西都不能够被称为东西.就像当初人类第一次给鸡蛋命名的时候,如果把它叫做“狗”,我们今天也便理所当然的鸡蛋称为狗了.
宇宙的边界其实是一个人类智慧思维和极限,到了那里人类的语言方式和思维方式再也无法前行了,便是宇宙的边界了.边界之外的东西,不仅是无法表述的,也是无法想象的,甚至人类根本不知道它的存在,不知道它是不是存在的.
2020-06-10 11:07:35 -
我们的宇宙真的是一个孤立系统吗,有没有可能存在其他宇宙?
天文学家能够在天文望远镜中搜索到的宇宙的最遥远边界是138亿年前发出的星光。
但是138亿年前发光的这些星星和星系,现在已经因为宇宙的膨胀,飞到了450亿光年远的地方。此时此刻,它们发出来的光永远也不会被地球上的人类看到。
因为,距离地球450亿光年,宇宙的膨胀速度超过了光速的两倍。
》根据天文学家的研究,宇宙空间的膨胀速度是72公里每秒*百万秒差距。
百万秒差距是一个距离单位,一秒差距等于3.26光年。1光年这样长的空间尺度,相当于太阳系的范围,宇宙空间成长的速度是每秒钟2.2公分,相当于每天扩张1.9公里。
因为暗物质束缚了整个银河系所有的恒星,太阳系不会扩大,太阳和地球之间的距离也不会变动。
这就是目前人类认识到的动态的,均匀膨胀的宇宙。
》我们的宇宙实际上是分层次的:存在层和法则层。
本宇宙属于一个高维度超球体上的存在层。从地球上朝着宇宙中的任何一个方向出发,只要足够长的时间就会回到起点。
这和我们在地球表面,向任何一个点出发,只要足够长的时间,又回到起点是一样的道理。
唯一的区别是我们存在的宇宙是三维度的,而地球表面是二维的。
二维的球面必须附着在三维的球体上。所以我们在通常的概念上,哪怕是在哲学和科学幻想的小说描写里面,都会有地下世界。
》n维空间只是n+1维空间的局部!
宇宙是包含在一个更广大的超宇宙上面极少的一块。再过138亿年,除了本星系团引力范围之外的所有星系,都会飞到138亿光年远的地方。那里是宇宙膨胀等于光速的边界。
银河系大部分恒星寿命到终结的时候,无法燃尽所有的氢气,剩余的燃料会在超新星爆炸的时候抛向宇宙空间。
这些新的氢气团会重新聚集成星云,在万有引力的作用下,星云的中心会形成新的恒星。
138亿年后,我们的太阳应该已经熄灭,但是银河系还有相当数量的恒星在燃烧,人类在银河系中不会孤独。
》维持星系运动的万有引力,在3维空间中和距离的平方成反比。
在4维空间中,万有引力和距离的三次方成反比。行星围绕恒星的运动轨迹只有两种模式可以选择,一种就是绝对的正圆,还有一种就是螺旋线。
而且无论行星距离恒星多远,都不能逃离引力场的范围。四维宇宙以无数星辰散布在无尽太空的方式存在,是不稳定的。
如果存在4维度宇宙,物质的形式肯定是和3维宇宙完全不同的。
》宇宙的均匀膨胀,说明高维度宇宙空间存在着无中生有的能量形式。
真空含有巨大的能量,这就是所谓的真空能。如果把两块平行的金属板靠拢到足够近的距离,这两块金属板的外侧就会形成向内侧推力。这就是所谓的卡西米尔力。
真空的能量是取之不尽用之不竭的,根据科学家慧勒(黑洞Black hole的命名者,费曼的老师)的计算,每立方米的真空能高达10的95次方焦耳。这个数字超过了宇宙中所有可见物质蕴含的能量。
》真空是生长出来的,不违反数理逻辑。
我们现有的数学公理体系,策梅洛~佛伦克尔公理体系,有一个非常重要的定理,叫做分球定律。这个定律看起来违反直觉,但是并不违反逻辑。
如果我们把真空看成是一个能量球,把这个能量球通过有限的分割和组合,就会变成两个一模一样大小的能量球。
无尽的能量来源,意味着永生成为可能。
根据热力学第二定律,能量有从高能区向低能区自动扩散的机制。
当能量从高能量区向低能区流动的时候,会按照最小作用量原理,走一条损耗最小或者时间最短的捷径。在这个过程中,会创造一系列的低熵漩涡。
这些低熵漩涡,就是万物千差万别的存在形式,其中也包含着生命的原理。
在同一个系统中,如果所有子系统的能量都相同,那么子系统之间就不会有能量交换,形成热寂状态。
》我们可以认为,四维空间用真空膨胀的形式来维持着整个宇宙的生命。
通过二维平面的无限叠加,可以形成一个三维的立体。四维的宇宙也是在三维宇宙的无限叠加的基础上形成的。
但是四维宇宙之外,有没有更高维度的五维宇宙,六维宇宙?我们不知道。只能说宇宙至少有4个维度。
三维宇宙的表面有几乎无数可观测宇宙,而四维宇宙又是由无数个三维宇宙组成的。
我们的宇宙虽然是孤立的,但只是人类的视角。站在上帝的视角,人类存在的宇宙只是无穷宇宙中微不足道的一个小部分。
把宇宙的存在层联系起来的,就是支配宇宙运动规律的逻辑层。
》人类的思维和意识属不属于宇宙的一部分?
按照量子力学的正统解释(哥本哈根诠释):人类对微观粒子测量所标定的物理量,包含了微观世界的全部内容。
而且我们知道,量子纠缠的响应速度是无上限的。这个无穷大是相比于宇宙中我们可观测的尺度。
但是在数学里没有最大的数字。量子纠缠速度的无穷大和宇宙的无穷大相比,到底哪一个大?没有办法给出明确的结论。
》人类的思维只属于宇宙逻辑体的底层。
物理学家还没有搞明白宏观宇宙的确定性,和微观世界的不确定性之间的过度段,是如何产生的。
按照前苏联科学家卡尔达肖夫对于文明的分类,最高等级的三类文明,也只能利用整个星系的能量。
即使人类能够达到三类文明,也无法前往高维度宇宙。甚至,连追上本宇宙的膨胀速度也不可能。
人类如果能够利用真空能,才可能在本宇宙中任意旅行。但是这一天到底有多遥远,我们目前还不知道!也许科学突破以后,得到我们想要的结果,只在一瞬间。
但是在此之前,可能要首先突破逻辑和数学上的束缚。
2020-06-11 01:28:25 -
是的,只有一个宇宙,无边无际。
2020-06-10 13:32:29