人类的足迹从未踏出地月系,连太阳系的边缘都未曾触及,却敢断言看透了140亿光年外的宇宙,甚至描绘出宇宙诞生之初的模样。 这不是狂妄的臆想。 是人类靠着智慧与科技,在地球这个小小观测站,捕捉到了宇宙跨越百亿年的“时空来信”。 我们之所以能足不出户观测百亿光年的宇宙,核心密码藏在光速的有限性里。 光速每秒30万公里,看似无敌,却仍有边界。宇宙中遥远天体发出的光,需要跨越漫长的时空才能抵达地球。 你看到的140亿光年外的天体,根本不是它现在的样子,是它140亿年前的模样。那束光从天体出发时,地球还未诞生,太阳系尚且是一片星云。它穿越百亿年的黑暗,只为给人类带来宇宙早期的第一手线索。 就像我们看到的仙女座星系,是它250万年前的模样,彼时的人类还处在古猿阶段。看到的麦哲伦星云,是它16万年前的光影,那时的人类刚学会使用工具。 宇宙的光,就是天然的“时光机”。人类的望远镜,就是捕捉这些时光影像的“接收器”。我们在地球抬头仰望,看到的从来不是当下的宇宙,而是一部倒放的宇宙演化史诗。 而人类能探测到140亿光年的极限,更是因为捕捉到了宇宙诞生的第一束光——宇宙微波背景辐射。 140亿年前宇宙大爆炸的瞬间,释放出海量的光子。这些光随着宇宙的膨胀不断红移,从可见光逐渐变成了微波,均匀地弥漫在整个宇宙空间,温度约为2.72K。 这是宇宙留给人类最古老的“指纹”。哪怕是最黑暗的宇宙深处,也充斥着这份来自创世之初的余晖。人类用微波探测器捕捉到它,就相当于直接看到了宇宙大爆炸的现场。 当然,仅凭光的传播还不够。人类还掌握了宇宙的红移密码。 遥远星系的光抵达地球时,会因为宇宙的持续膨胀发生波长变长的现象,也就是红移。星系距离越远,红移程度越明显。这就是哈勃定律。 科学家通过测量红移的程度,就能精准计算出天体与地球的距离,甚至反推出宇宙早期的膨胀速度。就像通过声波的变化判断汽车的远近,人类通过光的红移,给百亿光年外的天体贴上了精准的“时空坐标”。 更厉害的是,人类早已不只是靠可见光观测宇宙,而是打造了一套全波段宇宙感知系统,捕捉宇宙发来的各类“信使”。 电磁波是最基础的信使。从无线电波到伽马射线,不同波段的光揭示着宇宙不同的秘密。射电望远镜捕捉21厘米辐射,探索宇宙黎明的氢原子分布;红外望远镜穿透星际尘埃,看到恒星诞生的摇篮;X射线望远镜瞄准黑洞,捕捉它吞噬物质的高
00:00 / 06:14
连播
清屏
智能
倍速
点赞27
么对于整个可观测宇宙呢?有一位物理学家唐·佩奇计算过这个数字,宇宙发生一次庞加莱回归的时间,大约是10的10次方,再来10次方,再来10次方最后是2.08次方年。这是什么概念?如果把这个数字写下来,哪怕每个零只占一个质子那么大,整个宇宙都塞不下这个数字的长度。 在这个时间尺度面前,我们现在的宇宙年龄138亿年,甚至连一眨眼都算不上。它短得就像是根本不存在。所以实际上在任何人类可理解的未来里熵增依然是老大,我们依然会老去,恒星依然会熄灭,那个"回归"的奇迹躲在比永恒还要遥远的尽头。 但这里有一个更深层的细思极恐的哲学问题,如果庞加莱回归是真的,那么在无限的时间长河中物质会随机组合成各种形态。在绝大多数时候宇宙是一片混乱的虚空,但在极少数的涨落中原子可能会恰好碰在一起形成一个大脑。这个大脑拥有和你一模一样的结构,拥有和你一模一样的记忆,它记得童年的快乐,记得刚才吃的晚饭,记得此刻正在看这个视频的你,这就是著名的"玻尔兹曼大脑"。 在庞加莱回归的尺度下产生一个孤独的"大脑"比产生整个有序的"宇宙"概率要高得多。那么现在的你究竟是一个真实生活在21世纪的人类,还是那个在几亿亿亿年后虚空中偶然飘出来的带着虚假记忆的玻尔兹曼大脑?这听起来像疯话但在逻辑上你无法证伪。 更可怕的是"同一性"问题,假设经历了无数亿年的死寂后原子终于重组成了"你",这个新的"你"拥有你所有的基因,所有的记忆、所有的情感。从唯物主义的角度看是的,物质结构决定意识结构一样,意识就一样。但对那个"复活"的你来说他并不会觉得"我回来了",因为他的记忆衔接的是你意识消散前的那一刻。 在他看来时间只是跳帧了一下,死亡对于主观体验来说是不存在的。你闭上眼宇宙经历了无数次生灭,当你再次睁开眼仿佛只过了一瞬间,这让我们想起了哲学家尼采那个著名的概念:永恒轮回。尼采曾问如果有一天一个恶魔潜入你的梦中对你说"你现在的人生以及你过去经历过的人生将会一次又一次地重演。 在这个过程中没有任何新鲜事,所有的痛苦、所有的快乐,每一个念头、每一次叹息都会以前后完全一致的顺序再次出现。你会把这个恶魔称为神明并膜拜他?还是会在绝望中崩溃? 庞加莱回归定理似乎从物理学上为尼采的预言提供了某种可能。如果宇宙是封闭的,如果时间是无限的,那么你此刻所经历的一切不仅在过去发生过无数次,在未来也将重复无数次。你还会爱上同一个人,还会犯下
00:00 / 04:48
连播
清屏
智能
倍速
点赞30
你有没有想过,时间可能根本不存在? 不是比喻,不是哲学。是物理学推导出来的结论。 我们总以为时间是奔流不息的河,从过去流向未来,一去不返。但爱因斯坦的相对论说:那条河是假的。时间不是流动的液体,是凝固的固体。过去、现在、未来从未有先后之分,它们像积木一样,被永久镶嵌在四维时空里,同时存在。 你以为的岁月流逝、世事变迁,只是大脑为你编织的幻觉。 这个真相,从相对论开始。 牛顿相信宇宙有个统一的“绝对时间”,像后台时钟,无论你在哪儿,时间流速都一样。但爱因斯坦把它砸了。 狭义相对论说,光速是铁律,不可超越。为了维持这个铁律,时间和空间必须做出妥协。时间不是绝对的,是相对的。它会随速度和引力拉伸、压缩。 速度越快,时间越慢。99%光速的飞船上过一天,地球上过一年。 引力越大,时间越缓。海平面的时间流速,比珠穆朗玛峰顶慢。这不是理论,是GPS卫星每天在修正的事实。 真正让时间变成固体的,是“同时性的相对性”。 宇宙里没有统一的“现在”。同一件事,在你看来是“当下”,在高速运动的人眼里,可能是“过去”,也可能是“未来”。 想象一下:太阳耀斑爆发和参宿四爆炸,在地球上同时发生。但朝参宿四飞的外星人会先看到爆炸,背离的外星人后看到。谁对?都对。因为宇宙根本没有统一的时间标尺。 一个在100亿光年外朝地球骑行的外星人,他参照系的“现在”,可能是地球的2200年。他掉个头,背离地球,他的“现在”就成了地球的1800年。 一个简单的动作,跨越了地球几百年的时空。 这意味着什么?意味着过去和未来从未消失。它们和现在一样,真实地存在于宇宙中。 物理学家用“块状宇宙”解释这个现象。 把三维空间想象成长宽高,时间就是第四维。整个宇宙是一块凝固的四维“时空冰块”。所有事件——大爆炸、恐龙灭绝、你的出生、你读这句话、你的死亡、太阳熄灭——都像葡萄干一样,被永久定格在冰块的不同位置。 没有先后,没有流逝,一切早已注定。 时间不是流动的河,是静态的固体。我们感受到的“流逝”,不过是意识像唱针一样,沿着时间轴缓慢爬行。唱片上的音乐早已刻好,唱针移动,只是让我们逐帧体验。 你会问:如果时间是固体,过去未来同时存在,为什么我只能记住过去,不能预知未来? 答案在熵增定律里。 宇宙的底层物理定律大多是时间可逆的。但热力学第二定律说,封闭系统的混乱度只会增加。从有序走向无
00:00 / 07:03
连播
清屏
智能
倍速
点赞2
宇宙没有“外面”!你站的每一寸土地,都是宇宙在“自拍” 你是否总在纠结:宇宙的尽头是什么?穿过可观测宇宙的边界,外面会不会有另一个宇宙?但科学家用硬核数据告诉你:宇宙根本没有“外面”,你站立的地方,就是宇宙看向自己的眼睛!这不是哲学思辨,而是被观测数据证实的科学真相。 一、先搞懂:宇宙的“边界”到底是什么? 我们常说的“宇宙”,准确来说是“可观测宇宙”——以地球为中心,半径约465亿光年的球形区域。这个边界不是宇宙的“墙”,而是光的“时间极限”:宇宙诞生于138亿年前,光最多只能传播138亿光年,但宇宙在加速膨胀,导致遥远天体的距离被不断拉长,最终形成了465亿光年的可观测范围。 简单说,可观测宇宙的边界,是“我们能看到的最远位置”,而不是“宇宙的尽头”。就像你站在雾里,能看到的最远距离是雾的边界,但雾本身可能比你看到的更广阔——但宇宙的特殊之处在于,雾有“外面”,宇宙没有。 二、核心证据:宇宙是“闭合”的,就像一个4维球体 2023年,普林斯顿大学的宇宙学团队通过分析宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸的“余温”)数据,发现了关键证据:宇宙的曲率为零或微弱正曲率,这意味着宇宙是“闭合且无边界”的,类似一个3维空间里的4维球体——你可以在里面无限循环,却永远找不到“边缘”。 举个通俗的例子:蚂蚁在地球表面爬行,它能一直走下去,却找不到“地球的外面”,因为地球表面是闭合的2维曲面;而人类在3维宇宙中探索,就像蚂蚁在地球表面,无论往哪个方向飞,最终都可能回到原点,永远遇不到“宇宙的边界”。 更震撼的是数据支撑: - 宇宙微波背景辐射的温度波动呈现出“周期性分布”,波动周期与闭合宇宙的预测完全吻合,误差不超过0.1%; - 可观测宇宙中,星系的分布密度从中心到边缘始终均匀,没有出现“边界处密度骤降”的情况,证明宇宙不存在“内外之分”; - 引力透镜效应的观测数据显示,遥远星系的光线弯曲符合闭合宇宙的几何模型,进一步印证了“宇宙无边界”的结论。 三、为什么宇宙没有“外面”?因为“外面”这个概念不成立 我们之所以会纠结“宇宙外面”,是因为我们生活在3维空间+1维时间的“四维时空”里,习惯了“任何物体都有内外”的直觉。但宇宙是“时空本身”,而不是“存在于时空里的物体”——它不需要“容器”来承载,自然也就没有“外面”。 打个比方:时间从大爆
00:00 / 05:15
连播
清屏
智能
倍速
点赞8
速测量还揭示了宇宙的深刻真相 那是早期人类才刚刚开始使用石器 都依赖于我们对光速的认知 转变为一条基本物理原理 运动的时钟会变慢 测量的常数 光速本质上并非关于光的速度 2017年 在传播了1.3亿光年后 现代量子实验 但实际上没有任何信息能超光速传播 但同样没有突破光速极限 域关联又不违背因果律 甚至几分钟 没有任何信息真正超过了光速 最精准的测量往往结合了多种技术 太空观测为光速研究开辟了新领域 通过测量激光脉冲的往返时间 还发现 为我们研究光的行为 普朗克 光速在宇宙历史中恒定不变这一前提 计划将在太空中部署多艘航天器 是否会随时间或引力场变化 还蕴含着深刻的哲学意义 你看到的自己的倒影 根本无法触及的宇宙中 人类花了数千年才意识到光有速度 每一次进步都需要新技术新思维 通过耐心渐进的探索 人类测量光速的旅程 甚至能在光子的量子 这个宇宙常数对现实本质的真正意义 光的传播速度一定是有限的 这些跨文化的平行发现表明 理解光速所引发的技术革命 每一封电子邮件 在不同材料中传播规律的精准认知 光学相干断层扫描利用光的传播时间 激光手术依赖于对光脉冲的精准计时 光速测量 通过其视亮度可推算距离 而这种膨胀有神秘的暗能量驱动 在量子尺度上 强度这个看似随意的常数 晶体结构常数也会改变 科学家实现了光的停止 使不同颜色的光到达时间相差数秒 每一项发现都揭示了光行为的新维度 一些理论认为 寻找光谱线的细微变化 光速仍被证明是恒定不变的 的现象量子隧穿效应中 能让遥远粒子间产生瞬时关联 同时又遵守相对论的因果律 地球引力引起的引力红移 由轨道速度引起的狭义相对论效应 GPS在几分钟内就会失效 误差不超过1秒 从而测量出光与时间的关系 经过太阳附近时 引力探测器b 光速依然恒定测量 来自最近恒星系统的信号 任何探测到的信号都是对过去的一瞥 也高度依赖我们对光的理解 取决于光子在光学电路中的传播速度 在普朗克尺度下 科学家通过观测数十亿光年 已超越科学领域 宇宙中夜空中的恒星是及时存在的 他们最后的光芒仍在向地球传播 光年这一概念进入日常语言 他实际上是在描述 为测量光速而研发的原子钟 曾用于测量光速的干涉技术 一个展现现代测量精度的非凡实验 光在克服引力向上传播时会损失能量 要在如此短的高度差中检测到它 还塑造了宇宙的大尺度结构 因为 为何宇宙遥远区域的物理性质 超材料可具有负
00:00 / 03:42
连播
清屏
智能
倍速
点赞18
00:00 / 01:53
连播
清屏
智能
倍速
点赞1130
00:00 / 11:21
连播
清屏
智能
倍速
点赞8176