浩瀚的宇宙有没有尽头呢?它的尽头在哪里?

面对浩瀚的宇宙,我们人类总是能认识到自身的渺小。从古代的天圆地方,到“地心说”、“日心说”,再到开普勒发现行星规律、牛顿发现万有引力,我们对于世界的认知随着社会的进步在逐渐的深入和改变。

浩瀚的宇宙有没有尽头呢?它的尽头在哪里?

直到1961年时前苏联的宇航员尤里·加加林第一次踏上太空,标志着我们人类在宇宙探索方面迈出了巨大的一步。我们对于宇宙的探索也随着近代科技化的推进而深入着。

那么看似浩瀚的宇宙到底是如何产生的呢?它有没有尽头呢?有尽头的话,它的尽头在哪?

宇宙是如何产生的?

对于宇宙的产生科学界可以说是百家争鸣。但是最主流的模型依旧是通过宇宙大爆炸理论来描述宇宙发展的宇宙学模型。根据模型来推测,现在宇宙已经138亿年左右的高寿了。那么在138亿年前宇宙是如何产生的呢?

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在138亿年前,宇宙还是处于一个密度和温度都处于无限高的状态,这种状态被称之为奇点。然后在某一刻宇宙发生了大爆炸,而大爆炸开始到10^-43秒中宇宙则是处于一种统一的基本力(电磁力、万有引力、弱核力和强核力统一时的一种基本力)之下。此刻的宇宙也被称为处于普朗克时期(普朗克时期,也就是时间只有普朗克时间的长短,是时间量子的最小间隔。没有比这个更短的时间存在)。

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随着时间的推移(10^-43秒到10^-36秒)宇宙开始膨胀和冷却,各种力也逐渐地分离出来。而这一段时间宇宙中产生着各种力,这也就是宇宙的大一统时期。直到从这些统一的力中分离出来强力和电弱力时这个时期结束了。

而宇宙则是在大爆炸之后的某个时间点到10^-32秒的时候开始了暴涨,在这段时间中宇宙加速膨胀,宇宙变得更加均质。然后宇宙便处于了早期宇宙阶段,其中充满了大量的夸克-胶子等离子体。随之而来的便是宇宙温度开始下降从而产生原子核的过程。而爆炸后377000年氢和氦原子开始形成。宇宙的密度开始逐渐的下降。

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但是在所有的这些时期中,宇宙从未停止过扩张。而直至今日,宇宙的膨胀速度也在逐渐的加剧,也就是说,宇宙还在不停地扩大。

宇宙的尽头在哪里?

要说宇宙的尽头,我们首先要引入一个概念“可观测宇宙”。那么什么叫可观测宇宙呢?并不是说我们人类科技可以探测到的宇宙的边界。而是指宇宙边界的光线可能到达我们这些观测点从而估算的宇宙边界。听起来可能有点混乱。

浩瀚的宇宙有没有尽头呢?它的尽头在哪里?

其实,通俗的举个例子,我们距离火星是有着一定距离的。最快的传播速度是光速,而光在经过火星到地球的距离是有时间的。也就是说,有一个人站在火星上给地球挥手,那么地球上收到挥手的图片时距离这个人挥手已经过去了,光经过火星到地球这段距离所消耗的时间。也就是说我们收到的只是前一段时间的影像,并不能实时地去观测此时此刻火星上面的动静。

而观测宇宙的边境则也是如此,在宇宙不断膨胀的此刻,可能我们观测到的宇宙仅仅是数百年前的边境。但是,我们可以通过不同的时间的行星之间的距离来算出宇宙膨胀的数据和规律,用此就可以推算出宇宙的大小。

浩瀚的宇宙有没有尽头呢?它的尽头在哪里?

如果你认为按照光速乘以宇宙的年龄就是现在宇宙的大小的话,你就大错特错了。这种情况只能建立在狭义相对论中平坦、固定的闵可夫斯基时空架构成立时才能算是对的。通俗来说就是说宇宙的时空是直的。而实际上,哈勃定律证明了宇宙中的时空是弯曲的。所以宇宙的大小其实并不是光速和宇宙年纪的乘积。

而对于现在来说,我们可观测的宇宙大概是一个直径为930亿光年的球体。也就是说对于我们可以观测的地方来说就是我们认为的宇宙的“尽头”。

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页面更新:2024-05-14

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