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为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

科学越伟大,人类越渺小。我们总说学无止境,然而对于科学来说,无论我们有多少创举,有两个问题我们是逃避不了的,我们去不了太远的地方,也看不了太远的地方。

科学越伟大,人类越渺小。我们总说学无止境,然而对于科学来说,无论我们有多少创举,有两个问题我们是逃避不了的,我们去不了太远的地方,也看不了太远的地方。有多远?即使人类永不灭绝,“可观宇宙”的鸿沟,人类也难以逾越。如果我们把宇宙比作一片迷雾,我们只能被限定在光照射到地方,没有光,我们就获取不到信息,那么光线之外就是未知的,而人类会永远无知下去,这或许就是人类的囚笼。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

通过几代科学家的探知,我们知道宇宙存在三个性质:

宇宙一直不断地膨胀

远处的时空,膨胀的速度大于光速

如果看得足够远,无论从哪望去,宇宙似乎都一样

各向同性

当我们仰望星空,我们说出一些恒星的名字,我们可以连成线组成一些图案,描绘一些星座,似乎我们可以勾勒出宇宙的形状,并点缀上星星点点。然而,现实是宇宙的空间是三维的,如果加上时间维度,我们会发现,天空是变化的,晚上9点你能看到月亮,早上9点未必能看见,每颗星都在不安分的律动。

除了星星之外,恒星与星系之间似乎存在黑暗的地带,这样的结论只是我们眼拙。从地球的角度望去,我们认为最黑暗的区域,哈勃太空望远镜曾经对那片局域进行持续113天的曝光,拍摄到了下面的场景。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

这个局域并不大,对于哈勃来说它就像是在拍摄,20米开外的一粒沙子。然而哪怕是在我们看来宇宙中最黑暗的地方也是繁星点点,星系成群。从宏观角度来看,所谓的星系与星座太过笼统,有太多已知尚未命名,还有太多无知的,需要等待更先进的望远镜来捕捉它们微弱的星光,还有一些星光我们永远都看不见了,它们在“界限”之外。

科学家通过望远镜在各个角度得到的数据,以及对宇宙各角度物质的计算,得到了一个结论,

无论从哪看过去,宇宙看起都差不多,这个性质称为“各向同性”。那么宇宙物质为何如此规则,我们看不到的界限又在哪?

宇宙大爆炸

目前主流的科学理论认为宇宙起源于一次热的大爆炸,而这个大爆炸并非我们想象中的立刻火光四射,它更像一个哑雷。大爆炸的早期空间浓密得想一锅粥,组成目前宇宙的所有原材料,也就是大量电子,质子等粒子都紧密的靠在一起。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

在宇宙中最为致密的天体就是黑洞,黑洞光无法逃脱,同样宇宙早期更加致密,光子通过无法逃脱,因此早期并没有大爆炸的光辉,就像一个不断膨胀的黑暗气球。

随着宇宙不断膨胀,冷却、物质相互吸引,在38万年后,光终于有了足够的空间,以光速向四处逃脱,然而它已经追不上黑暗气球的表皮了,外围的宇宙以超光速膨胀着。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

这就像球中球,里面的光球永远以光速追赶着外面的超光球。这个光球就是我们常说的“微波背景辐射(Cosmic Microwave Background)”,宇宙的第一道曙光。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

宇宙膨胀的发现人是哈勃,但近年来随着观测技术进步,宇宙膨胀的系数不断进行修正。宇宙的膨胀的速度就像吹气球一样,与距离与时间成正比,比如你离我1米远,小明离你1米远,离我2米远,下一秒你离我2米远,小明离我4米远,你与我的间距增加了1米,而小明与我增加了3米,你可以想想一下,做操时集合与各就各位前后间距一米远的画面。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

因此根据膨胀速率,我们可以进行求倒数,相当于把已经扩展开的队伍倒放缩回成一个点所需的时间,从而倒算出宇宙的年龄为138亿年。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

光是我们信息的来源,那么正常情况下我们的可视范围直径为276光年,然而我们还需要考虑一点,在宇宙膨胀的时候,我们的可视范围也在膨胀,由于宇宙膨胀笼罩着我们的光球半径已经扩张到461亿光年。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

根据《相对论》,爱因斯坦让我们知道宇宙中除了光可以携带信息之外,引力波同样可以携带时空的信息,因为引力源于质量扭曲时空,由此我们可以通过引力波探测,把时空信息继续向外延伸约4光年,由此得到465光年的半径,930亿光年直径的可观测宇宙,这就是人类对于宇宙认知的极限,而且不仅仅如此。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

光球目前也在膨胀,而且随着它离我们越远,膨胀速度会越快,总有一天它也会超过光速,而我们会形成另外一道禁锢,我们称之为表观视界,只要恒星随着膨胀越过表观视界,那么我们将失去它的信息,因此我们能看到的天体会越来越少,我们所及之处会越来越空旷。

光速的禁锢

随着未来人类的科学发展,如果我们可以无限接近于光速,根据钟慢尺缩效应,我们可以在一瞬间到表观(可观)宇宙的任意一个角落,然而我们只能无限逼近这个边界,却不能逾越过去,因为除了时空上的禁锢,我们还有第二条禁锢,我们是物质,所以我们不能光速或者超光速。

为何科学家说宇宙中有堵“墙”,将永远禁锢住人类的科学与认知?

如果把我们进行无限拆分,我们最终可以拆分成各种粒子,这些粒子比质子中子还小,这些粒子间存在四种相互作用,使粒子按照一定规则组合成更大的复合粒子,再继续组合成质子、中子,原子核,原子,最后形成万物,而我们的质量源于粒子间相互作用的能量。

反过来说,形成万物的条件就是粒子间的相互作用,而相互作用预示着相互束缚,因此它们无法达到宇宙的极限速度——光速,这也就意味着如果想要达到光速你必然不是物质。如果你超越光速必然无法像光子那样传回来能量(信息),那么光速就是我们(物质)的禁锢,无法超越光速我们就永远无法知道可观测宇宙之外的世界,人类会被永远锁死在“聚光灯”之内。

最后

无论科学如何发展,我们总是被时空与物质本身所禁锢,因此我们清楚最终的宿命,真的没有破解之法吗?除非有一天我们进入到更高维度,打破光速的桎梏,但是真有更高维度吗?这目前是一个科幻的问题。

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