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宇宙是虚拟的?科学家:在光速限制下,人类无法看到宇宙的全貌

2024-10-04科学

现代科学觉得哈,咱这宇宙是在 138 亿年前诞生的。138 亿年前呢,有个奇点爆炸啦,这奇点那可是个厉害家伙,质量超大、能量超大、热量超大、密度超大,体积还超小呢。这奇点一爆炸,宇宙就跟坐火箭似的往四周膨胀开啦,经过 138 亿年这么久,宇宙才膨胀成咱现在看到的模样。宇宙里的那些天体呀,都是在宇宙大爆炸之后才出现的呢,像咱地球就是宇宙大爆炸后诞生的一颗行星。在太阳系里呢,一共有八大行星,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。在海王星外面还有个冥王星呢,以前冥王星也是颗行星来着,不过科学家觉得冥王星的体积和质量都太小啦,就把它从行星行列里踢出去啦。人类作为地球上的智慧生命,从诞生那时候起就开始不停探索世界的奥秘啦。

科学家的研究让我们明白,当下宇宙里最快的飞行速度是光速啦,光速大概每秒 30 万公里呢,这速度对人类来说那可老快了,一秒钟能绕地球 7 圈半呢。看到这儿呀,可能好多朋友就有疑问了,光速这么快,人类咋算出来的呢?最早算光速是在 1676 年那会儿,有个叫奥勒·罗默的科学家第一次算出了光速。他利用木卫一的轨道阴影交替的时间,算出木卫一的轨道周期时间大约是 42 小时 25 分 16 秒。一般来说,天体的运动轨迹不会变,所以他觉得木卫一应该每隔 42 小时 25 分 16 秒就会被木星遮住。经过好多人观测,这位科学家算出地球距离木星最远的时候,木卫一出现的时间比地球距离木星最近的时候多了 22 分钟,他认为这 22 分钟就是光子从地球到木星用的时间,就用这个方法。

他算出光速大概是每秒 21 万千米啦,这数值跟现在光速的数值差距可大了呢,可在那时候能算出光速,那可太了不起啦。后来有好多科学家都算过光速,1728 年的时候,科学家詹姆斯借着光行差,算出光速大约是每秒 29.8 万千米。再往后人类科技越来越厉害啦,现在我们对光速的数值算得越来越准啦。以前著名的物理学家爱因斯坦觉得,光子能达到这么快速度,是因为光子静止时没质量,他认为有质量的物体都没法达到光速,更别说超越啦,光子在宇宙里可神秘啦,科学家觉得光子是太阳内部核聚变产生的。

咱的太阳是颗恒星哈,太阳内部那是每时每刻都在搞核聚变反应呢,借着核聚变反应,就把光子和热量给释放出来啦。现在咱都知道啦,太阳光跑到地球得 8 分钟时间呢,可太阳光不是一下子就产生的哦。科学家研究后得出,地球上接收到的太阳光其实是 15 万年前就产生啦。科学家发现太阳每秒能释放 400 万吨氢,这些氢会转化成能量释放出去,而且这些氢从太阳内部传到太阳表面得 15 万年前呢。光子到了太阳表面后,就接着往外飞,然后被别的天体吸收啦。地球表面有温度,就是因为地球接收到了太阳的光和热呗。爱因斯坦说过,光速是不变的,啥物质的飞行速度都超不过光速。

1905 年 9 月那会儿,爱因斯坦把【物理学年鉴】给发表啦,里面有四句话把光速不变的原理给解释了。他觉得物理体系状态变化的规律,跟描述这些状态变化时参照的是两个互相匀速平行运动的坐标中的哪一个没啥关系。「从这儿我们能得出,当υ=V 时,W 就变得无限大啦。就跟咱以前的结果一样,超光速的速度根本就不可能存在。」光速不变的第四解是质速解,这解是从质速关系得出来的。爱因斯坦的质速关系式是:m=m0/√1-υ2/c2(m 是运动质量,m0 是静止质量,υ是物体运动速度,c 是光速)。意思就是,物体以远低于光速的速度(就像人体尺度下那样)运动时,质量变化不太明显,增加的质量都可以忽略不计,就可以认为质量是不变的。

要是按照用经典力学规律去算的话呢,一旦接近光速运动啦,物体的质量就会增加不少呢,而且越靠近光速,质量就趋向于无限大啦。这就跟大小两极是相通的一样,质量无限大因为两极同一嘛,所以又能变成无限小,质量无限小就可以看成是零啦,这样一来光子就没有静止质量啦。光呢,作为极限物呀,大小是同一的,动静也是同一的,没有静止质量也就意味着没有运动质量啦。从质速关系式来看呀,当 m0 = 0 的时候,m 就等于 0 啦,当 υ = c 的时候,这个公式就不成立啦。光量子又是能量子呢,因为光子没有质量呀,所以任何一个能量值跟质量对比的时候都是无限大的,由于没有质量嘛,所以光子在运动过程中也不会消耗能量,除了把能量传递给其他物体之外,光子的能量能一直保持它的速度不变,所以光子就能一直以光速在宇宙里飞啦。

科学家觉得啊,要是光速不变的话,在光速的限制下,人类或许永远都没法飞出宇宙的边缘呢。那宇宙到底有多大呀?现在的科学家也不清楚呢。不过目前人类能观测到的宇宙直径大概是 930 亿光年,可这个范围可不是宇宙的全部哦。到现在为止,我们的宇宙还在一直膨胀着呢。20 世纪初的时候,美国的物理学家埃德文·哈勃在观测星系时发现,星系里的光谱有红移现象,这就表明这些星系在远离我们。看到这个现象后,埃德文·哈勃就大胆猜测我们的宇宙在不断膨胀。这个理论提出来之后,好多科学家都不敢相信,因为之前科学家一直以为我们的宇宙是静态的。接着呢,好多科学家都去观测宇宙,最后发现埃德文·哈勃的理论是对的。这个理论不仅让人类对宇宙有了新认识,也让科学家特别绝望。

为啥这么讲呢?要是我们的宇宙一直膨胀下去,那也许永远都找不着宇宙的边缘啦。而且人类现在连太阳系都飞不出去呢,更别提去探索宇宙边缘啦。从科学家的研究能知道,仙女座星系离地球大概有 254 万光年,这是人类在地球上能用肉眼看到的最远的天体系统啦。这个距离对人类来说那就是天文数字呀,人类想要飞到仙女座星系根本就不可能。看到这儿,好多人就猜啦,我们的宇宙可能是虚拟的,或者说我们的宇宙是被高级文明设计出来的。科学家觉得,当一个文明的等级达到 4 级文明之后,他们就完全有能力创造出一个宇宙来。科学家把宇宙文明的等级分成四个等级,一级文明能利用本星球上所有的资源,二级文明能利用本恒星系所有的资源,三级文明能利用银河系中所有的资源,四级文明能利用宇宙中所有的资源。

要是外星文明的等级达到 4 级文明啦,那他们就能造出一个宇宙嘞。看到这儿呀,好多朋友可能就会纳闷儿,为啥科学家会觉得我们的宇宙是虚拟的呢?为了证明我们的宇宙是虚拟的,科学家也拿出了几种可疑的现象。就像在我们的世界上确实有虚拟世界存在,相信好多人都玩过游戏吧,游戏里的人物、场景啥的都是人类设计出来的,游戏本身就是个虚拟世界。虽然人类知道游戏是虚拟的,但对游戏里的人来说,他们生活的世界其实是真的,只不过从不同角度看就有不同结果。除了这个现象,人类这么多年一直没找到外星人,这让科学家觉得特别可疑。按理说,如果外星人真在宇宙中,那就算我们飞不出太阳系,它们也能来到太阳系内呀。

这么多年都过去了呀,科学家到现在还没在宇宙里找到外星人呢,所以好多人就猜啦,说不定我们的宇宙压根就没外星人,没准外星人在宇宙外面呢,我们可能只是外星文明创造出来的一个世界哦,我们的一举一动说不定都在外星人眼里呢。而且我们的世界有极限性呢,科学家研究后知道,宇宙中最低温度是零下 273.15 摄氏度,这叫绝对零度,最高温度是 1.4 亿亿亿亿亿摄氏度,这是宇宙大爆炸时产生的温度。除了这些,物体的硬度、光亮啥的也都有极限性。那这些极限性是咋来的呢?科学家觉得,这些极限性可能是外星文明在设计宇宙时算出来的。科学家研究还知道,我们的世界能通过公式算出来,像万有引力公式、质能守恒公式、光速不变公式等等。

既然宇宙能通过公式算出来,那就意味着,外星人在设计宇宙时,也是用这些公式来设计的呀。只是现在人类的科技还不太发达,我们所知道的公式数量有限呢。要是未来随着人类科技不断进步,搞不好我们就能找到更多的宇宙公式啦。19 世纪那会儿,出现了好多著名的科学家呢,那会儿人类还没办法用经典理论去解释微观系统呢,后来科学家们努力一番,就创立了量子力学。量子力学是普朗克他们这些人一起创立的,像普朗克、玻尔、海森堡、薛定谔、泡利、德布罗意、玻恩、费米、狄拉克、爱因斯坦等等。量子力学是用来描述微观物体的理论,和相对论一块儿被看作是现代物理学的两大基本支柱。现在好多物理学方面的,像固体物理学、粒子物理学等等,都是以量子力学为基础展开的。而且量子力学告诉我们,观测者是能够决定事物最终结果的。

要是从量子力学的角度来讲呀,咱这宇宙还真有可能是虚拟的呢。虽说现在有好多科学家都在怀疑咱这世界是虚拟的,可科学家眼下还没法给出个确切答案呢,毕竟咱现在还不晓得宇宙全貌到底啥样。俗话说得好:「不识庐山真面目,只缘身在此山中。」这句话就给咱说明了,要想知道宇宙到底是不是真的,就得跳出宇宙之外,这样才能看到宇宙全貌,也只有这样咱才能知道宇宙到底有多大。科学家觉得,人类要想找到宇宙边缘,就必须得提升飞船飞行速度,虽然光速没法超越,但科学家现在已经想出办法了,能在不违反光速无法超越理论的情况下,实现超光速飞行。

爱因斯坦以前觉得,咱这宇宙就像一张超大的薄膜,质量小的天体围着质量大的天体转,是因为质量大的天体能把宇宙薄膜压弯,所以质量小的天体才会围着转。科学家觉着,曲速飞行能实现超光速飞行,要是人类能把这技术用到太空飞船上,就能在运动时用反物质驱动的曲速引擎造出个人工曲力场,那时候时空就会扭曲,人类在这样的空间里快速穿梭就能超越光速。科学家还认为,空间扭曲得越厉害,飞船速度就越快,但他们也觉得空间不可能无限扭曲,所以当空间扭曲到 9.99 时,就是曲速飞行的极限,这个速度是光速的 2140 倍呢,这速度远远超过了光速。不过要扭曲空间可不容易,目前科学家在宇宙中发现,只有引力极大的天体才有可能扭曲宇宙空间。

比如说黑洞哈,这黑洞可是人类在宇宙里发现的引力超级大的天体呢,它能把啥物质都给吞噬掉,只要物质进到黑洞的视界范围里,那就会被黑洞给吞了。连光都没法从黑洞的引力中逃脱出来,在黑洞周围还能形成一个扭曲的空间呢,不过现在人类可没法利用黑洞周围的那个扭曲空间,毕竟只要一进入这个范围,飞船就会被黑洞给吞掉,所以现在曲速飞行还只是停留在理论阶段啦。不过让科学家挺庆幸的是,美国科学家在研发的时候发现了世界上第一个纳米级的翘曲气泡,这曲翘汽包就能保证飞船正常飞行啦。好多科学家都觉得,如果曲速飞船能研究成功,那人类的科技肯定能大幅提升,而且我们飞出太阳系那都不是事儿啦。不过目前人类确实还处在曲速飞行的初级阶段呢,要想真正实现曲速飞行,人类还得继续努力呀。

宇宙那可是又浩瀚又神秘呢,宇宙里头存在着好多人类没法解释的奥秘。人类作为地球上最有智慧的生命呀,在短短几千年的时间里就能走出地球去探索宇宙,这就说明人类科技发展的速度挺快的。不过就算是这样,人类想要把宇宙的全部奥秘都解开,那可太难啦,现在人类也还在不停地摸索和探索呢。目前人类的文明等级才 0.7 级,离一级文明还差得远呢,所以人类要是想解开宇宙的全部奥秘,得花费很长很长的时间。我觉得呀,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技一直在进步和发展呢,只要人类能坚持不懈地努力下去,用不了多久,我们肯定能解开宇宙的奥秘。对啦,大家觉得我们的宇宙是虚拟的吗?