宇宙有没有绝顶这个问题我猜良多人都想过,归正我有想过,小的时辰感觉宇宙挺不成思议的,它是无限无尽的吗?在我的小脑壳里是理解不了无限无尽是一种如何的状况的……那它是有绝顶的吗?那假如我走到宇宙的绝顶会怎么样?会看到什么?……这个问题那时的我怎么想也想不通……
此刻看来,宇宙当然是没有绝顶的,万一有绝顶,走到绝顶怎么办?撞墙吗?仍是一脚踩空?是不是想想都感觉搞笑……
平直空间的疑难
在一百年多年以前,人们一向都认为空间是平直的,但正经人都不会认为他是有绝顶的,否则就会发生上述的怪僻工作,好比走到绝顶会被撞得人仰马翻,又或者一脚踩空失落沟里去……问题是这墙有多高?爬曩昔又是什么?这沟有多深?失落到底又会如何?
很显然都无法回覆,要么就是无限高,无限深,但既然都是无限,那要它何用?还不如直接说宇宙是无限的呢……没错,那时的正经人就是这么想,宇宙就是无限的,这可以避免良多问题。
解决无限疑难的最佳谜底——有限无边的弯曲空间
直到105年前,有个叫爱因斯坦的不良青年……嗯,仿佛已经不太青年了……他用一套叫做广义相对论的科学理论告诉我们,空间是弯的,您们都是弯的……于是大师都弯了……
可是一个弯了的宇宙就不成能是无限的,因为它最终会首从头至尾相接形当作一个闭合的空间。是以,爱因斯坦按照广义相对论提出一个全新的宇宙——超球面宇宙。在超球面宇宙里,空间是有限的,它因为弯曲使自身在有限的距离上闭合当作一个三维的超球面了。那么这个有限的超球面宇宙有绝顶吗?同样没有。
超球面宇宙既然有限,为何没有绝顶?原因其实前面已经说了,因为超球面弯曲至首从头至尾相接了,当您出发走到宇宙的绝顶就会发现您其实回到了起点。若是感觉三维超球面欠好理解,您试着去失落一个维度酿成一个二维球面就很好理解了,您从球面的肆意一点沿着二维面(是二维不是三维,适才已经去失落一维了)标的目的肆意一个偏向移动必然距离后,就发现您又回到了原点,而您所移动的距离就是三维球体的赤道面的周长。
爱因斯坦的超球面宇宙模子一次性解决了我小时辰两个想不通的问题:无限无尽的宇宙是怎么样的?有限的宇宙绝顶又是怎么样的?
本来宇宙既可以有限,又可以没有绝顶……我对爱因斯坦的佩服如同滚滚江水绵绵不停……
时候不欢快——超球面宇宙膨胀了
后来,天文学家哈勃按照星系红移与距离的关系发现了宇宙正在膨胀(这不是独一的诠释,但这是最合理的诠释),爱因斯坦所认为的静态超球面宇宙似乎并禁绝确,宇宙是动态的,一个动态的宇宙模子无法忽略随时候的演化。这样,当宇宙膨胀的速度高于必然的阈值,您沿一个偏向就可能永远走不回原点了,也就是对于一个膨胀中的弯曲三维空间,它很可能并不是闭合的,这样,一个无限的宇宙又呈现了……
但现实上到今朝为止,宇宙是否闭合还没最终确定,因为这需要对宇宙中的物质密度和宇宙的膨胀速度都作出最切确的测量才能最终确定。今朝三种成果都有,按照之前的测量成果显示宇宙临界密度很可能刚好等于或小于那个能使宇宙闭合的阈值,那意味着宇宙很可能在大标准下是开放的(空间平直或负曲率)。但比来又有一项研究成果显示宇宙很可能是闭合的(正曲率弯曲)。
有限?无限?
无论若何,当考虑到宇宙是动态的,当把爱因斯坦当初同一进四维时空的第四个维度——时候考虑进来,宇宙就有可能是无限的。但这个时辰的无限就比当初那个无边无际的无限好理解多了,因为它在三维上其实依然是一个超球面,也就是在肆意时刻(忽略时候演化),它依然是有限的。但因为光速的限制,我们有一个极限的速度,导致了您可能永远赶不上宇宙的膨胀,当这个膨胀永远不成能停下来,那么这样的一个有限的超球面就半斤八两于是无限的了。
此刻是不是感觉宇宙没有绝顶其实并不难理解呢?
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