宇宙一直在膨胀,表示外面还有空间,那么宇宙外面到底是什么呢?
随便翻开一本现代天文书刊都会告诉我们,宇宙诞生于一个奇点在138.2亿年前的爆炸,一直到现在宇宙已经达到了930亿光年的可观测宇宙,但它仍然在高速膨胀中,如果有人问宇宙外面是什么呢?答案是外面不存在时间与空间,什么都没有!
但问题是既然宇宙还能膨胀,这表示外面一定还有空间,宇宙的外面到底是什么呢?
可观测宇宙到底是什么意思?
我们能接触到的天文名词中,可观测宇宙出现频率很高,到底什么是可观测宇宙呢?这得从宇宙大爆炸说起,按惯例我们得交代下大爆炸的由来!
自大神爱因斯坦推出广义相对论后的2017年就已经发展出了广相宇宙学,因为很多科学家都从广义相对论推导出了宇宙是一个动态的过程,而勒梅特则更进一步提出了原生原子假说,其实这就是宇宙的大爆炸说的前身,刚好哈勃观测到越远的宇宙以更快的速度离去,因此宇宙膨胀就来自于此!
后来伽莫夫的太初合成理论被后期发展的射电望远镜观测物质分布所证实,拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼预言宇宙微波背景辐射则被阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在1964年观测证明,因此大爆炸说开始占领科学界!当然还有1998年发现Ia超新星观测发现宇宙正在加速膨胀,则更在与宇宙膨胀的道路上走得更远了!
宇宙大爆炸的几个过程
有了观测的铺垫,科学家推测大爆炸在138.2亿年前开始,大爆炸的过程下面简单叙述下:
宇宙大爆炸后都是一锅能量,当时间到达10^-6S时宇宙中才出现电子、夸克和光子,之后夸克在强力作用下形成了中子和质子等重子!此后则是随着温度继续降低,质子与质子以及中子结合,形成独立质子的氢和氦以及微量锂原子核!
但此时宇宙温度还极高,光子还被束缚在在里面,一直要到38万年年后!此时随着宇宙的膨胀,温度降到足够低,光子才可以被解放出来,得以在宇宙中乱窜,而继续降低的温度也让电子被原子核捕获,物质正式形成。
之后就是宇宙的黑暗时代,宇宙继续膨胀,物质则在引力的作用下逐渐形成恒星,大量的恒星在原初黑洞的引力作用下形成星系,最后的宇宙就是我们现在看到的这个样子!
可观测宇宙的由来
宇宙的诞生和可观测宇宙密切相关,因为每一个时刻都代表着人类可以实现的可观测极限,比如我们现在能在可见光波段观测到的最远天体大约是134亿光年外的GN-Z11,这个星系实在是太遥远了,根据宇宙膨胀,它大约在300亿光年外!
如果除开可见光限制变成全波段电磁辐射段观测,那么就是宇宙大爆炸38万年后跑出的第一批光子,由于距离遥远,宇宙膨胀太快,已经红移到到了电磁波段,这就是阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在1964年发现的宇宙微波背景辐射,这在哪里呢?461亿光年外(请注意这是半径)!
人类可观测极限
微波背景辐射外,电磁波已经无能为力,但还有一个观测手段,中微子!因为中微子是在宇宙大爆炸后1秒钟时退耦的,如果我们能捕捉到当时的中微子,那么它将携带大爆炸1S时的信息!最后的观测手段是引力波,它在宇宙大爆炸第一个普朗克时间后就诞生了,所以从理论上来看,只要接收到当时的引力波,那么宇宙从诞生以来的一切,我们都能了解!
从微波背景辐射(可见光观测宇宙)到引力波(可观测宇宙)大约只有4亿光年,科学家也在建设更强大的中微子和引力波探测器,但当前正在或者未来规划建设的探测器还远远没有到达大爆炸时代,也许我们对可观测宇宙做一个了断还需要很久远的时间!
宇宙的外面和无限的宇宙
从大爆炸理论来看,宇宙没有外面!因为整个宇宙都是大爆炸产生的,时空和物质都在宇宙内,之外则是混沌,所以没有外面!但科学家还是不信邪,因此才有了测量宇宙大小的计划,从所有的数据来看,宇宙是平坦的无限大,并没有像我们认为的那样是一个超级膨胀的球体!
斯隆数字巡天和普朗克卫星观测结果显示,宇宙有可能在我们看起来平坦的情况下弯曲和闭合,因为它实在太大了,我们仅仅观测930亿光年根本就看不出宇宙到底是闭合的还是开放的!重子声学振荡提供了一种不同的方法告诉我们,宇宙可能大到23万亿光年,这比目前人类认为的可观测宇宙要大1500万倍!
宇宙还真可能有外面,那么斯隆数字巡天计划能告诉我们外面是什么吗?科学家怀疑,除了我们看到的自己的宇宙外,还有和多个宇宙和我们的宇宙一样,有着相同的物理规律,同样的物理结构和形成复杂生命的可能!在这些宇宙之间的存在着指数级的时空泡沫!
这个多元宇宙可能真的无限大,至少在我们现在看来它还没有明确的边缘。
宇宙有外面,但它也有未来
1998年物理学家根据Ia型超新星观测的结果,发现宇宙大约在60亿年前就开始了加速膨胀,因此科学家提出了暗能量来解释这个过程,这让当年支持宇宙缓慢膨胀甚至大坍缩的科学家措手不及,这表示宇宙未来可能在暗能量的主导下,一直到最后一颗原子都被撕裂!
宇宙的三种典型结局
实在太可怕了,在这样的背景下,再不济也是热寂,不可能回到大坍缩的这个可能了,因为大坍缩背后会矗立着一个循环宇宙的概念,也就是大坍缩后又会发生大爆炸,重新诞生一个宇宙!所以我们现在所在的宇宙可能是一次性的!
那么怎么样是热寂呢?
宇宙的熵会随着时间的流异而增加,由有序向无序,当宇宙的熵达到最大值时,宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能,所有物质温度达到热平衡。这种状态称为热寂,那么在宇宙中是如何表现的呢?
所有星系的恒星产出逐渐停止,最后的红矮星燃料也渐渐耗尽,犹如宇宙中的蜡烛一根根熄灭最后一片漆黑,之后引力波扰动下行星脱离轨道,恒星也脱离了轨道,只剩下残骸和超大质量的黑洞。
最后将到达质子都衰变的时代,假如质子真的能衰变的话,未来将变成伽马射线和轻子,然而黑洞也将蒸发,都变成光子和轻子,宇宙进入最低能状态!
大撕裂会是结局吗?
因为暗能量的发现,宇宙结局变成了大撕裂,但这是唯一的结局吗?这取决于暗能量的性质,暗能量真的是常数吗?真的会永远永远保持不变吗?还是会增加强度?它会减弱并衰减到零吗?它会反转吗?
一切都是未知数,所以宇宙在未来还有很多不确定因素,我们对它的理解将取决于对暗能量的认识,这是关乎一切的终极命运!
地球外面是宇宙 那宇宙外面是什么 你知道吗
人类对于宇宙的 “质询” 从很早就开始了,由于那时的观测条件有限,人们就大开脑洞,想象宇宙的起源与样子。后来,我们都知道了, 在地球上睥睨万物的人类不过是宇宙当中的一个“意外” 。我们的星球和所属的星系,在宇宙中显得那样平平无奇。
但这并不能让人类打消 探索 的念头,尤其是发现 宇宙在膨胀 之后, 大家相信这正是说明外面还有空间 。那么,宇宙外面到底有什么?我们的宇宙真的是独一无二的吗?
科学界对于宇宙究竟是如何诞生的问题,一直存在着许多的争议 。上个世纪时,经过数位科学家“接力赛式”的 探索 ,使得大爆炸理论得以出现并得到认可。而在这个过程当中,1929年,哈勃发布的 “哈勃定律” 成为了重要的证据。
哈勃定律证明了宇宙正在膨胀,这代表着宇宙从诞生之后并没有处在“静止当中” ,这一理论的发现将人们从静态宇宙的误区当中拉了出来。在这之后,科学家按照 宇宙大爆炸 的模型,对宇宙膨胀的情况进行了跟踪研究, 试图找到宇宙膨胀的规律以及这种现象产生的原因 。
既然宇宙依旧在膨胀, 那就说明它的 外面还有空间 。那么,宇宙之外的空间里会是“空空如也”的吗?还是会有些别的我们意想不到的东西?
其实要论宇宙之外有什么,基本都是人类根据现有的一些发现进行想象的,毕竟如果真的要按事实来说的话, 咱们连太阳系之外有什么都不知道,更何况是宇宙呢 ?
从目前的情况来说,科学家认为宇宙的半径可能是 137亿光年 左右, 但这毕竟只是可观测宇宙的范围 。事实上,没人知道在这个光能抵达的边界之外存在着什么其他的东西,因此, 他们更倾向于宇宙是 “有限无界” 的 。
为了能方便我们理解“有限无界”这两个看似对立的条件,霍金等科学家指出, 宇宙的形状可能是“球形”或者“马鞍状”的 。这就代表着它 不存在边界 ,只要时间足够久, 你走得再远都有可能回到原点 。
既然这么说的话,宇宙之外到底是什么呢?目前有两种观点, 第一种认为宇宙之外依旧是 “虚空” ,那里的情况是咱们以三维视角永远无法解读的存在。在那个地方可能充满了暗物质和暗能量,宇宙在膨胀的过程当中会受到这些外部物质的影响, 从而使得可观测宇宙的图景出现“变化和波动” 。
大家可以将宇宙想象成生物的细胞,这个细胞在膨胀的过程当中会接收到外部输入的物质, 这些物质势必会让宇宙的“体征”出现改变 。如果真的是科学家所推测的暗物质, 那我们就得先搞清 暗物质 到底有什么特性、来自于哪里 ,不然就无法解开宇宙的变化谜题。
咱们在前面说了,137亿光年是可观测宇宙的半径,得到这一结论主要是因为 “宇宙微波背景辐射” 的发现。这个来自最古老宇宙爆炸产生的余晖, 本身是一种“电磁波动” ,而当宇宙之外空间的那些物质在进入之后,就像是在这本就平静的水面上,投下了几颗石子, 这时咱们就能看见涟漪了 。
从第一种观点的想法来看, 宇宙之外更像是充满 暗物质 的空间 ,但由于暗物质就像是宇宙当中的幽灵,所以即使咱们能看到宇宙之外,看到的情景也是“空”的。不过, 这个“空”只是限于人类的视野,实际上它可能早就被塞得满满的了 。想理解这一点,我们必须要跳出常规宇宙之外思想的限制。
当然,如果说大家不认可第一种观点,可以再看看第二种观点。 第二种观点认为宇宙的外部依旧是 宇宙 ,换句话说,宇宙大爆炸时可能炸出了许多个“小宇宙”。这些小宇宙就像是“肥皂泡泡”一样,相互交织地存在着。这种观点, 就是“多宇宙理论” 。
多宇宙理论 是一种非常大胆的猜想,该理论认为在我们观测的“可见宇宙”之外, 存在着许多特性不同但却真实存在的其他独立宇宙 。值得一提的是,狭义上的“多宇宙”其实是有多世界的意思, 即认为在地球之外存在着相似的具有生命生存的星球 。而随着观测手段的提升,人们认识到了更广阔的宇宙, 至此从广义上定义了“多宇宙理论” 。
许多科学家提出的多宇宙模型,都是基于宇宙的 “正反物质” 而言的, 他们认为我们观测到的宇宙是正质量区域当中的一部分,而宇宙大爆炸是产生了反物质的 ,所以这些反物质就组成了另外的宇宙。
当然除此之外,还有咱们前文中提到的“肥皂泡”宇宙。总之在多宇宙理论当中, 我们所处的宇宙并不是独一无二的 ,正如地球与众多星球相比一样,只是芸芸众生之一。 这种理论突破了“总星系”的范畴,让我们的视野高度更进一步 。
至于如何形容宇宙之外的“宇宙”到底是什么,许多科学家将其称为 超宇宙 ,并认为虽然我们可能究其一生都无法观测到这些宇宙,但是从本质上来说, 大家需要遵循的“规律”都是一样的 。
其实多宇宙理论的雏形,早在古代的宗教和神话传说当中就有出现过了。比如在佛教当中就有 “大千世界说” ,在其眼中,天外有天, 而咱们所处的宇宙只是“宇宙海洋”当中的一个小分子 。
不知道大家更认可宇宙之外是“虚空”还是更认同多宇宙理论,但不管是哪一个, 实际都是科学家基于现实条件的猜想 。想要证明它们,起码我们得先抵达可观测宇宙的边界附近。但现实的条件限制, 人类连飞出太阳系都是奢求 ,更何况是抵达宇宙边界呢?
更不用说, 哈勃定律证实了宇宙处在膨胀中的事实 。这样的话,就算我们有能力到达宇宙边界, 又怎样确定那个边界是人类之前确定的那个呢 ?因此,在种种限制之下,我们对于宇宙之外只能进行猜想。而一千个人眼中有一千个哈姆雷特,也许大家心中的宇宙之外的空间,又是另外一副模样。
那么,如果这些宇宙之外的宇宙向我们发来了 “信息” ,我们能否读懂或者解读呢?要知道,诸多泡泡宇宙在相撞之后, 肯定会产生相撞的“余波” ,这一点我们从宇宙微波背景辐射图当中大小不一的斑块就能看出。
宇宙微波背景辐射图的出现, 不仅让人们大概确定了宇宙的年龄 ,其不同寻常的表现, 还能让我们读取到来自 宇宙之外的讯息 。这些碰撞和物质交换的信息,会在宇宙微波背景辐射上留下清晰的痕迹, 重点就在于我们能否解读这些痕迹背后的事件 。
不过,这些痕迹可能比外星人发来的“电报”更让人迷惑。 以咱们现在的 科技 实力,是无法正确解读的 。而当我们找到答案的那一天,诸多的问题都将迎刃而解。
地球也是宇宙里面的一部分,
地球只是宇宙中
银河系---太阳系
------的一个围绕太阳转动的一个行星。宇宙中的一个很小的部分。科学家把宇宙分为银河系与河外星系两个部分。目前能够探测到的宇宙范围是250亿光年,随着科学的发展还会探测到更广。
宇宙中的真空就叫做外太空,星球大气层外的真空层
被称为外太空,星球内气层还有星球体、星球体表面
这些不属于外太空。至于,存不存在宇宙外面,这个
还是宇宙吧,目前科学能够探测到的宇宙范围大约为250亿光年。
宇宙的定义就是时间空间的组合吧,高中地理课本比较前面部分有定义的,具体记不大清了,可以搜下的。整个就是一个宇宙,现在科学能够探测到的范围是250亿光年左右,科学发达了就能够探测到更宽。
到底有没有宇宙外面这个就不大清楚了,个人觉得就是一个宇宙,至于玄幻小说几个宇宙的、也是属于小说作者杜撰的。
一片宇宙下面的很多空间、很多星球、星系。
太阳系
、银河系、河外星系。
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