66663月前
正是这种不确定,促使天文学家与物理学家不断发问,持续探索。当我们把望远镜对准太空时,我们不只是看见遥远的地方,也是在回望过去。光以每秒将近30万公里的速度传播。当我们看到一个10亿光年之外的星际时,我们看到的是他在10亿年前发出的光,看到的是当年的他,不是今天的他。 某种意义上,向外眺望,就像再读一本用光写成的历史书。因此我们能看见的宇宙有一个极限,这个距离构成了科学家所说的粒子视界。它像包围我们的一个巨大无形外壳,标记着可观测宇宙的最外边界。但这个壳并不是138亿光年远,它要远得多。 因为空间一直在膨胀,意味着当遥远天体的光朝我们而来时,我们与他们之间的空间也在增长。所以当那束光抵达我们时,发光的星系早已比他发光时远得多。由于这种空间的拉伸,粒子视界在每个方向上约为460亿光年,这让我们得到一个直径大约930亿光年的可见球体。 这个球体之内是我们的可观测宇宙,球体之外或许仍属于真实宇宙,但我们看不见,也许永远都看不见。粒子视界不是存在的极限,它只是可见的极限。在这道边界之内,我们可以研究星系、恒星与气体云,我们可以绘制空间结构,看到物质如何分布。 我们可以回望宇宙早期,甚至瞥见最古老的那束光——宇宙微波背景辐射。这道微弱的辉光来自大爆炸后大约38万年,当时宇宙冷却到足以形成原子,光子得以首次自由传播。那道光自此一路传播,直到今天仍能用专门仪器探测到它。 但在粒子视界之外一切都变得不可见,那里可能有类似的星系、恒星与行星,也可能有完全不同的结构,甚至生命。可只要它们在视界之外就无从得知。更进一步,这个视界还在变化。随着时间推移,来自更遥远区域的光会陆续抵达,可观测宇宙随之增长。 今天看不见的某个星系也许未来会变得可见,但有一个转折,宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀。这意味着遥远星系被拉开的速度越来越快。事实上其中许多星系如今正以超过光速的退行速度远离我们。注意这是空间膨胀所致,并不违背相对论。
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66661周前
一九六二年,当人类第一次带着这些液体进入太空时,诡异的现象发生了,无论怎么测试,它们最终都在做同一个动作,瞬间锁住,蜷缩成圆。你以为这是宇宙偏爱圆形,大错特错。像你看到的这滴水,它拼命缩小自己的防线,不是因为圆好看,而是它想活着,这也是宇宙的终极铁律,最小用量原理。 简单来说,宇宙就是一个极致的守财奴,它绝不允许任何一丝能量被浪费。在宇宙的账本里,棱角意味着高消费,而圆才是最低成本的生存方式,翻译成人话就是能躺着绝不站着,能省力绝不费劲。 为什么会这样?让我们把镜头推到微观层面,在液体的表面,亿万个水分子正在进行一场激烈的微观拔河。内部的分子很舒适,被四周的同伴紧紧拉住,受力平衡。但在表面的分子外侧,面对的是冰冷的星空,它们没有依靠,只能被内部的同伴死死向里拉扯。这种不平衡产生了一种极度紧张的张力,也就是表面张力。 每一个水分子都在拼命往里挤,试图逃离那个危险的表面,因为暴露在表面意味着能量的不稳定。这时候,数学站出来给了它们唯一的求生方案。在所有的几何形状中,只有球体能在包容相同体积的前提下,拥有最小的表面积。你看,这根本不是为了美,这滴水其实是在以一种极其精明的方式,让自己处于能量最低的防御姿态。 它把暴露在危险中的同伴数量降到了最低,把所有能藏的都藏到了圆心。这不是什么优雅的舞蹈,这是微观世界里的紧急避险。如果说微观世界的水滴是因为精打细算而变圆,那宏观世界的我们和那些小行星呢?为什么都不是圆形?答案很扎心,因为质量太小,没有资格在宇宙里。想要变圆,你得有资本,这个资本就是引力。 我们生活在一个有门槛的宇宙里,这条门槛线对于岩石星球来说,大约是直径六百公里。只要你的个头超过这个数,那个叫万有引力的绝对主宰就会接管一切。在这个临界点之下,岩石还可以凭借化学键的硬度,像个钉子户一样,保持着像土豆、像骨头一样的奇葩形状。但一旦跨过这条线,岩石不再是坚硬的。 你以为石头很硬,那是因为压在它上面的重量还不够。在亿万吨的自身重力挤压下,地球深处的压力大到足以让原子错位,最坚硬的花岗岩会像橡皮泥一样崩溃、软化、被揉碎、流淌。这在物理学上有一个好听的名字,叫流体静力平衡,听起来很优雅,是吧?但它的实际画面是高耸的山峰被活活压断,脊梁深邃的峡谷被强行填平。 引力就像一台不知疲倦的压路机,它从四面八方同时开工,向中心死命碾压,它不管你原来长得多么有个性,也不管你有多坚硬,它只有一
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66661周前
这时我们的向导告知我们,我们很快就要加速到超光速了。现在我们在这片浩瀚的空间中自由飞行,很快我们就将知晓宇宙的尽头了。在飞行过程中,我们看了一个关于宇宙大小的简短介绍。我们飞船上的天文学教授解释说,我们目前已知有数百万个星系,我们的银河系、小麦哲伦云、仙女座星系以及数不清的其他星系都是本星系群的一部分,而本星系群又是室女座超星系团的一部分。 在进一步的讲解中,你们将会了解到太空中的一些最宏大的现象。你们会看到壮观的丝绒长城的图片,它的直径达十三点八亿光年,但在我们已知的宇宙中,它也只是一个有着清晰可辨边界的实体。另一个引人注目的结构是直径达一百亿光年的武仙北冕座长城。 此外我们还会看到星系碰撞、超新星爆发以及类星体等。我们感受到有着所有这些结构和边界的宇宙是处于不断运动之中的。我们到了,这真是一次有趣的飞行。我们的船长宣布了此次旅程的真正目的地,因为在宇宙的尽头一片漆黑,所以亮起了大灯,否则我们就无法看到此刻正在我们飞船全景窗外展开的景象了。 大家都屏住了呼吸,就在那,那道长城,那是我们已知宇宙的尽头。你会看到一个微微闪烁的凸起,边界给人的感觉几乎是透明的,或者好像很容易就能穿过去似的。不过我们的天文学教授解释说,这道墙是物质无法触及的,在它的直接影响区域内也是无法穿越的,在那里存在着时空的极端扭曲。 我们必须保持安全距离,从远处欣赏这道墙。尽管无法靠近边界,但研究人员已经提出了好几种关于墙后面是什么的理论。事实上我们现在几乎可以确定,我们的宇宙并非唯一的,如果是唯一的那就没必要有这么一道墙了。这道墙同时起着保护和边界的作用,因为在它后面想必是一个遵循着与我们完全不同物理规律的世界。 在那个宇宙里,一切可能截然不同,时间可能倒流,物质或许只以二维形式存在。我们目前还无法前往这样的世界,因为我们受自身肉体的束缚,而肉体无法在如此剧烈的变化中存活下来。有些学者确信,他们收到了来自其他维度生物的信息,他们试图解读这些信息,得出的结论是,这些生命形式是由意识构成的,而非物质。 我们的科学家确信,总有一天我们将能够以灵体的形式前往其他维度。多年前,在超空洞中就发现了许多证明其他宇宙存在的证据。宇宙网络中那些显眼的斑点,未与其他宇宙碰撞的痕迹,提供了证据。这些斑块就像是宇宙的伤疤,组织。 巨型空洞是一片广阔的太空区域,那里的星系稀少且彼此间隔很远,其跨度大约有十亿光年,它几乎是
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