
科學家現在知道宇宙正在以不斷增長的速度擴展。因此,如果它在激怒,它會變成什麼?換句話說,除了已知的宇宙之外,什麼是什麼?
定義“超越宇宙”將暗示宇宙具有優勢。這就是事情變得棘手的地方,因為科學家不確定是否存在這樣的下降。
答案取決於人們如何看待問題。
懸崖吊桿
一個問題的一種形式問:“您可以去某個可以'超越宇宙的地方,''的方式可能會超越懸崖邊緣或看著窗戶看建築物的外部?該查詢的答案是“可能不是”。
芝加哥洛約拉大學物理學副教授羅伯特·麥克尼斯(Robert McNees)說,一個原因涉及“宇宙原理”。宇宙學原理指出,無論您看上去如何,宇宙中任何部分的物質分佈與其他任何部分大致相同。用科學家的話來說,宇宙是各向同性的。
宇宙學原理部分是一個想法的結果物理定律到處都是一樣。麥克尼斯在一封電子郵件中告訴Live Science:“有很多當地的變化 - 星星,星系,集群等 - 但是在很大的空間上平均沒有任何地方。”
不過,這意味著沒有“邊緣”。宇宙剛剛結束的地方沒有地方可以朝著某個方向前進,看看它超越了它。
一個類比通常用來描述這個無染色的宇宙的表面是氣球的表面。這樣的表面上的螞蟻可以朝任何方向行走,看起來表面是“無限的” - 也就是說,螞蟻可能會回到它開始的位置,但旅程不會結束。因此,即使氣球的表面是有限數量的平方單元,也沒有邊緣,也沒有邊界(因為您可以永遠沿任何一個方向行駛)。此外,沒有“中心”,因此氣球的球形表面上沒有首選點。
宇宙是氣球皮膚的三維版本。
氣球宇宙
但是,如果沒有終點或邊緣,宇宙如何擴展呢?
再次使用氣球類比,如果要在氣球中添加更多的空氣,螞蟻會在氣球表面上觀察其他事物越來越遠。並且螞蟻和某些物體之間的距離越大,該物體將逐漸消退的速度。但是,無論螞蟻在何處,這些物體退縮的速度都會遵循相同的關係 - 如果螞蟻提出了一個方程式,描述了最遠的物體後退的速度,則在氣球表面上的任何地方都可以使用相同的方式。
但是,氣球被炸毀時,正在擴展到三維空間。問題在於,這不適用於宇宙。根據定義,宇宙包含所有內容,因此沒有“外部”。物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)經常說,整個問題毫無意義,因為如果宇宙從一無所有並使一切都融為一體,那麼問宇宙之外的東西就像問北極以北的東西一樣。 [文明的大爆炸:10個驚人的起源事件這是給出的
澳大利亞墨爾本大學的理論天體物理學家Katie Mack博士告訴Live Science,認為宇宙變得越來越少,而不是擴展可能更有用。也就是說,隨著宇宙的擴展,宇宙中物質的集中度正在下降。
那是因為星係並沒有通過空間彼此移開 - 它的空間本身正在越來越大。因此,人類看到的星系中的任何外星人都會得出與地球人所做的結論:其他一切都向各個方向移開,當地的星係都處於靜止狀態。
因為空間正在膨脹,所以星係可能看起來像是它們的移動速度比光快,沒有光違反相對論- 說沒有什麼能比真空中的光更快。麥克說,即使宇宙僅在138億年前開始,可觀察到的宇宙的實際規模也為460億光年。但這仍然對人類可以看到的宇宙的大小設定了限制,稱為可觀察到的宇宙。超過460億光年的半徑以外的任何東西都看不到地球人,而且永遠不會。這是因為宇宙中物體之間的距離保持較大,其速度比光束更快的速度可以到達地球。
最重要的是,膨脹速率並不統一。短短一秒鐘之後大霹靂,有一段時期的加速膨脹稱為通貨膨脹,在此期間,宇宙的增長速度比現在增長的速度要快得多。因此,整個空間的整個區域將永遠無法從地球上觀察到。麥克指出,假設發生通貨膨脹,宇宙實際上是1023比人類看到的460億光年大的倍。因此,如果宇宙有邊緣,那麼它的地球人就這麼遠,看不到它,永遠不會看到它。 [大爆炸,放氣?宇宙可能沒有開始這是給出的
無限的空間?
同時,存在一個問題,即宇宙一開始是否是無限的,麥克說這仍然是一個懸而未決的問題。她說,或者,宇宙可能會以更高的維度纏繞自身,就像一個球的2D表面在三個維度上圍繞自身的表面一樣。
另一個因素是,宇宙是否根本不存在,通過真空中的微小波動,還是當霍金和詹姆斯·哈特(James Hartle)提出的那樣,時間和空間就可以互換靠近開始。如果是這種情況,那麼問宇宙之前發生了什麼以及它外面的東西是沒有意義的。
麥克說,正在進行持續嘗試解決宇宙是否像個球體的問題,彎曲自身,以便如果您朝一個方向旅行,您最終會返回起點。
她說:“我們在天空中尋找重複的景點。” “這就是人們在尋求宇宙有限的證據時所尋找的。……我們的空間可能是嵌入四維空間中的3D空間。” (宇宙具有人類與人類相互作用的四個維度,三個空間和一個時間,但這意味著還有一個額外的第四個空間維度。)
如果天文學家在天空的相對兩側發現了兩個完全相同的地方,那將是一個有很大的跡象表明宇宙以這種方式彎曲。不過,沒有保證。雖然一些宇宙理論,例如弦理論位置較高的尺寸,其中大多數將“捲起”並且很小,而彎曲的宇宙的“額外”空間維度必須很大。
所有這些都意味著,如果宇宙結束了,人類很可能永遠無法看到它,並且真正的可能性是宇宙的形狀,因此它不可能從邊界開始。
跟隨生活的小謎在Twitter上@llmysteries。我們也在Facebook和Google+。