假設(shè)我們離開這個宇宙,會看到什么?
對于我們現(xiàn)存這個“宇宙”外面的研究,在近年來人們熱烈討論的各種觀點中,我認(rèn)為可能性最大(或者稱之為最正確)的就是在我們的“宇宙”之外還存在一堆同樣正在擴張或者收縮的“宇宙”。
很久以前,我們已經(jīng)根據(jù)遙遠星系在各個方向上的宇宙學(xué)紅移現(xiàn)象得出結(jié)論:宇宙正在擴張,空間也在擴張。而擴張意味著之前宇宙比現(xiàn)在要小,這樣向前推導(dǎo),最終我們會意識到在某個時候宇宙是聚成一團的。
這種聚合就產(chǎn)生了一個奇異點,就像黑洞的中心一樣,這是一個具有無限質(zhì)量和難以想象的巨大引力的點。理論物理學(xué)家由此推導(dǎo)出,奇異點存在一個引力的上限值,一旦超過這個限值,強大的引力就會突變?yōu)橄蛲鈹U張的力,導(dǎo)致奇異點以超光速的速度進行擴張,直到它冷卻到足以產(chǎn)生各種基本粒子如光子等。
而這種結(jié)論又導(dǎo)致了一些科學(xué)家產(chǎn)生了宇宙末期大坍縮的想法。但是事實證明,引力并未導(dǎo)致宇宙放慢擴張的速度,因為存在巨大的暗能量(這樣稱呼是因為我們對此一無所知)在和引力進行對抗。由于這個原因,只要暗能量存在,宇宙就不可能出現(xiàn)大坍縮。
但是如果沒有一個大的坍縮,宇宙當(dāng)初又如何成為一個奇異點呢?當(dāng)前的理論認(rèn)為當(dāng)宇宙擴張并冷卻到一定時候(類似10的88次方年這么長的時間),它會開始分崩瓦解為基本成分,也就是轉(zhuǎn)變?yōu)榧兇獾哪芰?。由于能量沒有尺寸且沒有空間范圍,因此無論宇宙如何演化,純粹的能量在一個點還是整個宇宙中都是一樣的,因此宇宙的末日到來時,任何物質(zhì)都轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?,這正是又一次的大爆炸的開始。
我基本上贊同這個想法,但它實際上意味著宇宙并不需要擴張,也就是說宇宙會保持在固定的大小,只不過內(nèi)部的所有物體都在縮小,導(dǎo)致從內(nèi)部看上去是在擴張。但這也帶來一個矛盾:在宇宙終結(jié)時,寒冷而凝固的狀態(tài)不應(yīng)該產(chǎn)生巨大而紊亂的能量。
在此基礎(chǔ)上,我得到了一個新的結(jié)論:大坍縮來自外界,從另一個宇宙來,或者是若干個宇宙碰撞導(dǎo)致。
外部宇宙擴張比內(nèi)部宇宙擴張要快,我們只要引入具有相對論速度(大于光速的10%)的物質(zhì),應(yīng)該可以克服宇宙中存在的若干對抗重力的機制,導(dǎo)致宇宙出現(xiàn)一次坍縮。
為了更形象的說明我的意思,我繪制了下面的圖:
左上的圖:最初的幾個宇宙位置,我們所在宇宙位于中間
右上的圖:幾個宇宙在擴張過程中開始相互影響
左下的圖:幾個宇宙開始重疊
右下的圖:重疊導(dǎo)致極高的質(zhì)量和引力
因此對于宇宙如何終結(jié),我的理論是宇宙會分為若干個與其他宇宙重疊的極高密度和引力的區(qū)域,導(dǎo)致我們宇宙邊緣出現(xiàn)若干個奇異點,這些奇異點也是下一次宇宙循環(huán)的起始點。
因此完成了以上推理后,再來回答宇宙之外有什么的問題:我認(rèn)為在我們的宇宙之外存在若干個和我們宇宙年齡類似的宇宙,因為這是唯一合乎邏輯的解釋。
相關(guān)知識
可觀測宇宙(英語:Observable universe)是一個以觀測者作為中心的球體空間,小得足以讓觀測者觀測到該范圍內(nèi)的物體,也就是說物體發(fā)出的光有足夠時間到達觀測者。截至2013年對宇宙年齡最精確的估計是137.98±0.37?億年。
但由于宇宙的膨脹,可觀測宇宙的半徑并不是固定的138億光年,人類所觀測的古老天體當(dāng)前的距離比起其原先的位置要遙遠得多(以固有距離(proper distance)來衡量,固有距離在現(xiàn)在的時點和同移距離是相等的)。[7]?現(xiàn)在推測可觀測宇宙半徑約為465億光年,直徑約為930億光年。[8][9]?根據(jù)宇宙學(xué)原理,從任何方向到可觀測宇宙邊緣的距離大致是相等的。
“可觀測”在這個意義上與現(xiàn)代科技是否容許我們探測到物體發(fā)出的輻射無關(guān),而是指物體發(fā)出的光線或其他輻射可能到達觀測者。實際上,我們最遠只能觀測到宇宙從不透明變?yōu)橥该鞯呐R界最后散射面(surface of last scattering),但在未來的技術(shù)下,我們有可能觀測到更古老的宇宙中微子背景輻射,甚至可能能夠從引力波的探測推斷這個時間之前的信息。
有時候天體物理學(xué)家將“可視宇宙”(visible universe)和“可觀測宇宙”相區(qū)分,前者只包括了再復(fù)合時期以來的信息而后者則包括了自宇宙膨脹(傳統(tǒng)宇宙學(xué)的大爆炸及現(xiàn)代宇宙學(xué)的暴脹時期結(jié)束)以來發(fā)出的信息。經(jīng)過計算,到CMBR粒子的同移距離(可視宇宙的半徑)大約為140億秒差距(約457億光年),而到可觀測宇宙邊緣的同移距離大約為143億秒差距(約466億光年)[10],大約比前者大2%。
BY:?Ian Brooks
FY:?TelescopeX
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