宇宙真的存在邊界嗎?如果放大再放大,會出現細思極恐的事情

网瘾少女 2022/11/03 檢舉 我要評論

2018年10月,《新科學家》雜志發布了一則意大利科學家的最新研究, 他們發現了一個巨大的超星系團,并認為其已經打破了形成最早、質量最大的記錄。

不少國內的媒體,將其報道翻譯成了「 宇宙墻」,甚至說它為宇宙劃分出了邊界。

國內媒體對「宇宙墻」下的定義是錯誤的

那麼,宇宙真的存在邊界嗎?為什麼說,當你將宇宙放大再放大后,細思極恐的事情就會出現呢?

宇宙的邊界之爭

自從人類學會仰望星空之后,我們對宇宙的思考就從未停止過。

過去我們總認為宇宙是有邊界的,也有開始和死亡的時間,這符合人類所見的萬事萬物規律。卻沒想過, 若是宇宙就是制定規則的那個「人」呢?

宇宙是否就是制定規則的那個人?

這是否意味著它可以在規則之外行事?

以咱們在上文中提到的那則新聞為例,不少媒體將其翻譯成宇宙墻,甚至說它是宇宙的邊界所在。

這種說法其實是錯誤的,因為早在上世紀八十年代左右,科學家就已經有過類似的發現了,這些結構的范圍很大、跨度驚人,所以被人們戲稱為「great wall」,本質上并不是真正的墻,或者是宇宙邊界。

科學家很早就發現了宇宙長城的存在

大部分科學家都認為 宇宙是有邊無界的,他們將其形容成馬鞍式或者甜甜圈式,這樣的舉例更方便大家去理解。當然,有時候大家也會誤將可觀測宇宙半徑的極限,當成是宇宙的邊界。

殊不知,其實在可觀測宇宙之外,還有著更多未知的東西。

可觀測宇宙之外藏著更多的未知

再者, 宇宙一直都在膨脹,膨脹的速度甚至超過了人類已知的最快速度「光速」,在這種情況下,宇宙即使有邊界,咱們也無法觀察到。

因此,在宇宙邊界之爭的討論當中,絕大多數科學家都認為,宇宙作為「規則本身」,它的存在可能是跳脫于規則之外的。

不過,我們倒是可以嘗試放大宇宙的圖像,看看不同距離下,宇宙的圖景會有什麼意想不到的變化。

如果將宇宙圖片不斷放大會出現什麼呢?

慢慢放大宇宙會發現什麼呢?

首先讓我們來看看站在 10億光年的位置看宇宙,它是什麼模樣。

從圖片上來看,這里的星點數量比較少,只有幾個部位的星點較為密集,看不出有什麼規律,就像是隨機撒了一把「芝麻粒」一樣。

10億光年時的宇宙圖景

其次,再讓我們來一步步將宇宙放大,看看在距離不斷拉近的情況下,宇宙的圖景將會產生怎樣驚人的變化。

當我們將宇宙放大到 1億光年位置的時候,就會發現,星點的數量明顯比10億光年要多,但是剛才那張圖里星點密集的部分,在這里依舊沒有太大的變化。

當然,其中囊括的數量,可能也要比上一張圖更多一些。

放大至1億光年星點變得密集

顯然,在單位以億光年為主的時候,距離還是太遠了,所以我們直接將數值進一步縮減,把宇宙放大至 1000萬光年的位置進行觀察。

在這張圖中,星點的數量明顯減少了一些,但是它們的大小卻有變化,可以說,相較于之前的小芝麻粒,這些星點更大更亮。

1000萬光年星點的個頭明顯變大

再繼續拉近距離,把宇宙放大至 1000光年的位置,圖片中的星點變得更加密集,它們有的簇擁在一起,似乎對彼此有著某種吸引力。

如果再繼續放大到 10000億公里,就能夠看到咱們所處的太陽系了,只不過此時的太陽系就像是畫在黑色幕布上的簡筆畫,絲毫沒有一個「獨立星系」應有的氣質,看起來非常的迷你。

10000億公里能看到太陽系基本結構

當然,此時位于太陽系中的地球也顯得更小了。

接下來,按照一定比例接著放大宇宙,我們會漸漸看到地球的全貌,看到地表上錯綜復雜的河流水系,看到密密麻麻如同星點一樣的「人群」,看到人皮膚上的紋路。

若是一直放大下去,還能夠直接抵達微觀領域,在這里,大家能看到人體當中的血管、細胞、細胞當中的結構等等。

繼續放大下去能看到微觀領域的細胞

而當放大的倍數到了這一階段時,不少人就會感到細思極恐,因為圖片中的情況似乎與10億光年位置的圖片十分相似,起碼看起來都是星點零散的分布在其中。

仔細觀察之下你就會發現, 大到巨觀宇宙,小到微觀結構,它們似乎都是出自于同一套系統。

這就是 分形幾何和宇宙的自相似性,早在上世紀,就已經有科學家發現了這一神奇之處,并且創造了相關的理論。

宇宙星系恒星密度與人類社會密度很相似

分形幾何和宇宙的自相似性

分形幾何又叫做大自然的幾何學,它研究的目標和對象都是自然界中一些很常見的東西,比如說蜿蜒曲折的海岸線、交錯的樹枝、復雜的葉片脈絡等等。

這些看似毫無關聯的東西,在分形幾何的視角之下,都具有相似性。

分形幾何視角下世間萬物都有自相似性

簡單來說, 分形幾何認為客觀事物具有自相似的層次結構

若是我們帶著這樣的認知去觀察巨觀宇宙和微觀世界,就能體會到「自相似性」到底是什麼意思。

咱們以宇宙模型和原子模型來說,在當代物理學認知中,宇宙內部的大部分空間都是真空的,而這個范圍之內稀疏地分布著各種星團。

人類構建的宇宙模型

這個模型,其實就和咱們前面放大觀察宇宙的情況差不多。以此類推下去,星團中的星系,星系中的星體,從本質上都是按照相同的物理規律分布的。

至于原子模型就是微觀層面宇宙自相似性的體現, 基本的原子模型是由原子核和核外電子構成的,其模型的構造和巨觀尺度上星系的結構非常像。

比如在咱們的太陽系當中,太陽就居于原子核的位置,其重要程度也與之類似。

原子模型和宇宙模型顯得十分相似

此外,人腦、互聯網、人與人的社交網絡以及宇宙網也有著自相似性。

對于這些東西的自相似性,加利福尼亞大學的某個研究小組,曾做過專門的考察,并且將相關研究結果發表在了《自然·科學報告》的網站上。

宇宙結構和人腦結構有著相似性

根據資料來看,研究人員利用了超級計算機的強大算力,模擬出了宇宙。然后再加入其他的計算之后,證明了在宇宙當中,有一個描述[大尺度]時空結構因果關系的曲線圖,它看起來就像是 冪函數曲線

讓人詫異的是,這個冪函數曲線和人類創造的互聯網、生物網絡,甚至是交際網都有著一定的相似性。

「人們最常問到的是,復雜網絡和宇宙之間的漸趨一致性,是否只是一種巧合?」互聯網數據分析聯合會的克里奧科夫說,「雖然有可能,但巧合的機率是極低的。對于這種相似性總會有一種解釋,雖然可能并不明顯。」

由此可見,當你將這宇宙像洋蔥一樣一層層剝開之后,就會發現它遠比你想象的還要神秘和恐怖。

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