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回顾:宇宙存在边界吗?将其不断放大,发现宇宙结构与生命结构相似

2024-10-15科学

宇宙究竟是 有限的 ,还是 无限 的?

这个问题一直在争论不休。

有人认为宇宙是有边界的,因为 哈勃望远镜 能看到的最大边界就是大约 920亿光 年,这应该就是宇宙的极限。

可是有人反对,他们认为,这920亿光年只能叫做 视野边界 ,而 不是宇宙的真正边界

哈勃空间望远镜

举个例子,古人为什么认为 天方地圆 ,因为站在地面上 往远处看 ,会认为 地面与天际线的交界处是大地的边界

实际上,那只是人的目光所及罢了。同理,哈勃空间望远镜利用的是 光学 ,所以会存在「 目光 」限制。

为了一探究竟,我们多方探索, 宇宙是否存在边界

宇宙是否有边界

边界的探讨

关于宇宙是如何诞生的,大部分科学家们比较支持 宇宙大爆炸论 ,认为宇宙是由一个 奇点 爆炸产生的。

如果是这样,那么宇宙的边界就得根据 宇宙的形状 而决定。

如果宇宙是一个 球型 ,那么宇宙就是 有界限的 ;如果宇宙是 洪钟型或者喇叭型 ,它的某一个方向是不存在边界的。

这就好比 射线 ,从一个点出发, 另一端可以无限延伸

我们或许能找到那个点,但绝对找不到另一个点。

宇宙大爆炸

理论上来说,是可以 找到爆炸的起始点 ,而我们却一直 找不到爆炸的终点

可是 空间是宇宙膨胀产生的 ,只有膨胀到了的地方才有空间。还有一个现象说明宇宙有边界,但是 我们看不见 ,那就是 宇宙膨胀

哈勃望远镜作为 光学望远镜 ,只有光到达的地方,才能被它观测到。

而它观测到的 920亿光年 ,只能说明光到达了那里。之外的地方观察不到,不是因为不存在,而是 光还没有去

如果宇宙膨胀的速度 超过了光速 ,那么 光永远无法追上宇宙的边界 ,人类的目光永远比真正的边界晚一步。

宇宙膨胀示意图

这么一看,宇宙的边界问题 变得十分矛盾 ,因为哈勃望远镜看到的, 不是全部的宇宙 ,只能被称为「 可视宇宙 」。

看不到的宇宙,永远不知道它的边界在哪里,那么一定程度上讲,宇宙是 有边但是无界

想要证明宇宙的边界,只能 追上宇宙膨胀的步伐 ,去膨胀的最前沿,就能知道是否有界限了。

值得注意的是,宇宙大爆炸只是宇宙起源的一种假说,时间和空间并不一定就是爆炸带来的。

恐怕宇宙的界限会成为 未解之谜 ,伴随着宇宙的存在。

多元宇宙

放大宇宙

当以 10亿光年 为尺寸观测宇宙的时候,在10亿光年外拍下一张照片,会看到 漆黑的空间 ,一些 稀疏的光点 ,它们有的比较亮,有的比较暗。

这个时候我们放大图片,将比例尺定格为 1:1亿光年 的时候,会有 某一区域 出现 密集的光点

它们好像 组成了一个系统 ,紧密「挨」在一起,在它们旁边,依旧是稀疏的光点。

继续放大,将比列尺放大到 1:1000万光年 ,我们能看到空间中的点 亮度更大 了,这些点并 不是单独的恒星 ,而是 一个个星系 ,这其中就有我们的 银河系

光年之外

当比例被放大到 1:100万光年 的时候,我们能看到, 银河系的轮廓 出现在了图片里。

此时的 银河占据照片的大约十分之一。

比列尺放大到 1:10万光年 时,银河系占据了整张图片,我们能清楚看到它的 旋臂 ,以及 光环

这就是我们现在所在的 银河系 直径大约10万光年

如果继续放大,比例来到 1:1万光年 ,我们看见整个图片上 密密麻麻全部是点 ,它们就是 银河系里面的恒星

银河系

我们的太阳系,就是这密密麻麻中的一员,想要找到它犹如 大海捞针

这个时候需要加大放大的倍数,才能更快地找到太阳系。

我们可以直接把比例调到 1:1000亿公里 ,能够看到,太阳系的轮廓已经出现,这个时候的太阳系与1:100万光年时候的银河系有 异曲同工之妙

太阳系在银河系的位置

当比例扩大到 1:100亿公里 后,能看到 整个太阳系的全境 八大行星、小行星、柯伊伯带 等,都将出现在照片中。

比例来到 1:1亿公里 的时候,地球出现在了照片里,如果在继续放大,我们能看见地球上的地貌景光,甚至是上面的人。

看到这里,我们可以再看另一种图——生命放大图。

太阳系中的恒星与行星关系

宇宙与生命

我们以人为例,在一张照片里站着一个人,当把照片放大10倍以后,我们能看见人的局部。

继续放大,直到 一块皮肤 挤满了整个画面。

再继续放大,我们可以看清皮肤上的 脉络、褶皱、沟壑 等等。

接着再放大我们能看见 表皮细胞、角质层 。之后再放大就是 细胞结构 ,然后 细胞核、线粒体 ,最后是 分子 ,在最后是 原子

指纹放大

有没有觉得细思极恐?宇宙的结构,竟然和生命的结构如出一辙。

如果把宇宙比喻成一个生命体,那么各大 超星系 就是 器官 银河系 就是构成器官的 细胞群

太阳系 是一个 单独的细胞 ,地球只不过是这个细胞的一部分,不是细胞核,细胞核是太阳,地球应该算作 线粒体

那我们人,就是构成 线粒体的DNA

这么来看,所有宇宙中的事物,都必须遵守 由小到大的构成顺序

首先有了原子,才组成了宇宙中的各种分子,比如各种气体,它们形成了 星云

星云中的 气体、尘埃、原子们 继续聚合,形成了 早期的天体

之后天体们结合在一起成为了最早的 恒星系 ,星系再组成了 银河系

银河系由于周围的银河系组成了 超星系 ,最后超星系们 组成了宇宙

换算成生命的历程就是,一开始是 高分子有机物 们在海底火山热泉口聚合,一部分有机物决定组合起来,于是形成 最初的生命形态

宇宙中的星云

生命形态进一步聚合,形成了 细胞结构 ,诞生了最早的 真核细胞

只不过这个时候都是 单细胞生物 ,类似于一个又一个独立的天体。

某一天,真核细胞聚合起来形成了 多细胞生物 ,最后形成了不同种类的细胞,生命的形态也越来越多样。

甚至出现了 动物界、植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界、病毒界 六大门派。旗下有可以分为众多小门派。

生命的历程,从某种程度上来说,就是宇宙形成的复刻。

生物都有的DNA

人类与宇宙

由此可见,人类只不过是宇宙中的一种物质,一种有机物质,我们对于宇宙来说实在是太过于渺小。

让我们再把问题回到最初的起点:宇宙是否有边界?

这个问题就好比,人体内的线粒体,想要离开人体,于是在细胞内不断寻找人体的边界。

人的体型是有限的,当然存在边界,可问题是, 线粒体的物质 能否离开人体?

或者,一个人的 线粒体DNA ,进入另一个生物的体内,它还能继续存活吗?

线粒体DNA

细想一下非常恐怖,我们总说要离开地球实现星际移民,那么我们如何突破地球对我们的束缚?

人类去往别的星球生活,就好比线粒体DNA离开人体,去往别的生物。

这个生物还未必是动物,可能是植物、甚至是原核生物,有些生物根本不需要线粒体。

上个世纪80年代,科学家在沙漠中建立了一个「 生物圈2号 」,企图模拟出地球的生态,结果以失败告终。

实验告诉了人类,地球对于人类来说是多么重要的存在,地球可以没有人类,但 人类不能没有地球

人类离不开地球

所以,宇宙的边界,真的这么重要吗?