今天来聊一个全人类都感兴趣的故事,就是人类是怎么发现宇宙起源。你们知道宇宙诞生在什么时候吗?科学家告诉我们,宇宙诞生在138亿年以前,可是科学家是怎么算出如此精准的数字?他们又凭什么认为宇宙是以某种特定的形式方式诞生的? 今天就让我们来做一回侦探,一起看看这个惊天大案的侦破过程。 首先,大家好,我是小伟。先问大家一个问题,你们认为天上的星星在宇宙中的位置会不会发生变化?答案是会。因为有引力带动着这些星星做局部的运动,让卫星绕着行星转,行星又绕着恒星转。 接着我再问一个问题,你们认为装着这些星星的宇宙空间,这星空盒子它会不会动?它是静态的还是动态的,它会不会伸缩变大或缩小呢? 听到这里肯定有些人会很疑惑,为什么我要问这个问题,那宇宙的空间不就跟我们房间里的空间是一样的吗?怎么可能会变大或变小?所以答案肯定是不会动。但是这个直觉性的答案其实是错误的。宇宙的空间不仅会动,而且它还能不断的变大。 虽然目前没有人知道宇宙它到底有没有边界,但是能确定的是宇宙的空间尺寸,每一天都在不断的增大。我们可以把宇宙的空间想象成一颗超级大的气球,每分每秒都有人往里边不断的吹气,以至于宇宙的空间可以不断的变得更宽。这对于拥有固有空间概念的人来讲是非常难以理解的。毕竟连过往无数的科学家,如牛顿、爱因斯坦这样的牛人也认定了宇宙虽然可能是无限大的,但应该是安静不动的,它的空间应该是固定的。 这一个伟大的认知给谁推翻了?一个名为哈勃的年轻人,哈勃通过发现了红移现象,证实了宇宙在膨胀的事实。其实在哈勃推翻宇宙是静态之前,就有其他大牛通过理论计算推断了宇宙的空间必定是在膨胀的。这种观点遭到了人们直觉性的反对,加之一直苦于没有证据,就不了了之了。让我们来看一下哈勃发现的证据到底是什么。 1929年某一天晚上,哈勃心血来潮就跑去了美国的威尔逊天文台,使用当时最大的那个胡克望远镜,夜观星系。他观察着天上的这些星星,越观察他就觉得越不对劲。 远处的这些星系,光谱上的颜色怎么都在往红色端移动呢?而且距离越远的,他的红移量越大。 什么是红移?什么是蓝移?我先用一个不太严谨,但是通俗的方式让你们快速理解一下好吗? 先给大家看一下光谱上的颜色有什么?就是彩虹的颜色,红橙黄绿青蓝紫。如果一道光的颜色,它本来应该是在绿色区域的,但是它整体的颜色往红色端移动了,它本来应该是在绿色区域的,但是它整体的颜色往红色端移动了。 橙色
00:00 / 09:32
连播
清屏
智能
倍速
点赞736
为什么越来越多的科学家开始怀疑我们宇宙的真实性? 不是因为他们发现了什么确凿的证据,而是因为现实世界里的某些现象,太像一段被写好的代码。 2003年,牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆提出了一个让整个学术界失眠的假说。他把问题简化成了一个三难困境:要么,所有能达到模拟宇宙级别的文明都在达到之前就灭绝了;要么,他们有能力但主动选择不做;要么,我们此刻就活在模拟之中。 结合人类科技的发展速度,第三种可能的概率,正在被越来越多的人认真对待。 想想看,人类现在能用计算机模拟天气、模拟生态、模拟整个城市的运行。再过一百年呢?一万年呢?一亿年呢?如果文明能存活那么久,算力达到宇宙级别,模拟一个包含意识和生命的宇宙,可能只是一个小项目。 而如果真有这样的高级文明存在,他们会只运行一个模拟吗?不会。他们会运行无数个。不同的参数,不同的初始条件,不同的演化路径。无数个模拟宇宙同时运行,就像你电脑后台挂着无数个虚拟机。 那么问题来了:如果模拟宇宙的数量远远大于真实宇宙的数量,我们身处真实世界的概率是多少? 趋近于零。 现在来看现实世界的细节。那些物理学家百思不得其解的诡异现象,放在虚拟机假说里,突然就说得通了。 量子力学里最著名的现象:粒子在被观测之前,处于多种状态的叠加。一旦被观测,瞬间坍缩成一个确定状态。这像什么?像游戏引擎的按需渲染。玩家没看的地方,场景是低模的、模糊的;玩家转过来了,瞬间加载出高精度细节。为的是省算力。 普朗克长度。物理学里最小的长度单位,再小就没有意义了。时间和空间到了那个尺度就碎成了不可分割的最小单位。这像什么?像屏幕的像素。你不能把一个点显示在两个像素之间,因为底层硬件不支持。 宇宙常数被精心调校。引力常数、光速、精细结构常数——任何一个差一点点,宇宙就会崩塌,生命不可能存在。这像什么?像程序员在初始化系统时设的参数。为了让这个模拟能跑出生命,必须把这些值调得刚刚好。 量子纠缠。两个粒子一旦发生纠缠,无论相隔多远,改变其中一个的状态,另一个瞬间响应。爱因斯坦叫它“幽灵般的超距作用”。这像什么?像两个相关的数据变量。调用的时候同步更新,根本不需要传递信号。 还有那些永远无法突破的物理极限。为什么光速是上限?为什么任何有质量的物体都无法达到光速?这像不像运行程序时设定的规则?为了不让系统崩溃,为了防止计算溢出,必须加一个上限。 有人说这
00:00 / 06:21
连播
清屏
智能
倍速
点赞23
00:00 / 00:36
连播
清屏
智能
倍速
点赞8
00:00 / 01:51
连播
清屏
智能
倍速
点赞5
00:00 / 04:00
连播
清屏
智能
倍速
点赞381
00:00 / 01:39
连播
清屏
智能
倍速
点赞3
物理学有个禁区,所有教科书都不敢写清楚宇宙大爆炸之前是什么?答案是没有之前,因为时间本身也是大爆炸炸出来的。那炸它的东西从哪来?这个问题让爱因斯坦沉默,让霍金困惑终生。 地球上的规矩大家都懂,想造点什么总得有原材料。可宇宙大爆炸时,催生它的原材料从哪来? 聊宇宙诞生可先从它的“葬礼”谈起。关于宇宙终结的理论,如大撕裂、大坍缩、大冻结,结局都指向宇宙毁灭:最后一颗恒星燃尽熄灭,宇宙变成漆黑虚无之地;巨型黑洞吞噬残存物质后也蒸发消散;空间持续膨胀,一切变得稀薄到无法相互作用,宇宙活动彻底停止。 但有些专家从这幅末日图景中得出不同结论:这不是结束,而是另一个宇宙的开始。有人坚信,正是这样黑暗、冰冷、空无一物的状态孕育出了大爆炸,宇宙的葬礼就是它的产房。 深入这个假设前,得先弄清最初的物质是怎么出现的。大爆炸刚发生时,原子、分子压根不存在,那时宇宙太热,稳定的东西都形成不了。第一批原子是宇宙冷却后从更简单的粒子形成的,这些粒子后来在恒星里融合成更重的元素。但东西怎么从无中诞生,这解释不了。 把时间往回拨,宇宙历史上第一批长寿的物质粒子是质子和中子,它们组成原子核。通常认为它们在大爆炸后立刻形成,但在那之前,严格意义上的物质根本不存在。好在物理学能让我们把时间线再往前追溯一点点,到稳定物质诞生之前。 在物理学里,那个极早期的时代被称为大统一时期。该理论核心是,大爆炸发生时,强力、弱力和电磁力其实是同一种力的不同表现。深入这片高度理论化的领域,会发现当时的物理世界像一锅沸腾的粒子浓汤,充斥着各种转瞬即逝的基本粒子,包括构成质子和中子的夸克。而且那时物质和反物质数量几乎完全相等,每一个物质粒子都有一个几乎一模一样的反物质镜像“双胞胎”,它们仅在一个关键特性上截然相反,相遇时会湮灭消失。 这些粒子从哪来?量子场论表明,即便时空的真空,也充满物理活动,以能量涨落的形式出现,能让粒子凭空出现又迅速消失,所以时空真空中也在上演粒子“无中生有”的戏码。 问题来了,时空本身是怎么来的?普朗克时期登场了,它表明我们的物理理论在某些地方会撞上不可逾越的高墙。这个极其短暂的时期指大爆炸之后的一瞬间,那时空间和时间本身都成了量子的一部分。要理解它,需要一套完整的量子引力理论,能把量子物理和相对论完美融合,目前最有希望的候选者是M理论和圈量子引力理论。 在这些理论框
00:00 / 06:50
连播
清屏
智能
倍速
点赞34
00:00 / 07:59
连播
清屏
智能
倍速
点赞11
00:00 / 05:38
连播
清屏
智能
倍速
点赞4
00:00 / 01:03
连播
清屏
智能
倍速
点赞3
00:00 / 04:08
连播
清屏
智能
倍速
点赞2
科学家提出一个大胆的猜测:也许这些星系来自我们宇宙诞生之前的某个循环,也许大爆炸不是第一次,宇宙可能在经历无限次的诞生和死亡。这就引出了"循环宇宙"理论,宇宙会膨胀到极限,然后收缩回一个奇点,然后再次爆炸,如此往复循环。 如果这个理论是对的,那么"从无创造"这个问题本身就不存在了,因为宇宙从来没有真正的开始,它只是在永恒地循环。但这个理论有个致命的问题:每次循环都会增加宇宙的熵,熵是混乱度的度量,根据热力学第二定律,熵只能增加不能减少。 如果宇宙真的循环了无限次,那么现在的熵应该已经是无限大了,宇宙应该早就陷入热寂了,但事实并非如此。 那么时间到底是什么?牛顿认为时间是绝对的,像一条均匀流动的河流,无论发生什么,它都以恒定的速度流淌。但爱因斯坦用相对论彻底推翻了这个观念,时间是相对的,它会因为速度和引力而改变。 一个在接近光速飞行的宇航员,他的时间会比地球上的人慢得多,当他返回地球时,可能地球已经过了几百年,但他只觉得过了几个月。更极端的是,在黑洞的视界边缘,时间几乎停止了;如果你掉进黑洞,从外部观察者看来,你会永远冻结在那个瞬间,永远不会真正掉进去。 2023年中国科学院的一项研究发现,当粒子处于量子叠加态时,它们经历的时间可能是混乱的,甚至可能同时经历正向和反向的时间流动。这意味着在量子尺度上,过去、现在、未来可能是同时存在的,因果关系可能是模糊的。 有些物理学家甚至提出,时间可能根本不存在,它只是我们的大脑为了理解宇宙的变化而创造出来的幻觉。我们看到事物从有序走向无序,从低熵走向高熵,我们把这个过程标记为"时间的流逝",但在宇宙的基本方程中时间是完全对称的,正向和反向没有任何区别。 如果时间是幻觉,那么宇宙的"开始"也是幻觉吗?也许宇宙的所有时刻从大爆炸到宇宙的终结其实是同时存在的,我们只是像读书一样一页一页地"阅读"这个已经写好的故事,这个理论叫"块宇宙理论"。 整个时空像一块巨大的四维面包,过去、现在、未来都已经"在那里"了,我们的意识只是在这个面包上移动,创造出时间流逝的感觉。如果这是真的,那意味着你昨天做的每一个决定,甚至你现在正在做的决定其实早就已经"存在"在那个四维结构里了。 自由意志可能只是一个错觉,空间又是怎么诞生的?我们习惯认为空间是空的容器,物质在里面运动,但广义相对论告诉我们空间本身是可以弯曲的、可以拉伸的、可以被撕裂的
00:00 / 08:43
连播
清屏
智能
倍速
点赞14