首页 > 数字 > 数字 > 正文

已知的宇宙(人类已知的宇宙有多大)相关资料如下_世界新资讯

2023-05-09 16:46:30来源:互联网  

哈喽小伙伴们 ,今天给大家科普一个小知识。在日常生活中我们或多或少的都会接触到已知的宇宙(人类已知的宇宙有多大) 方面的一些说法,有的小伙伴还不是很了解,今天就给大家详细的介绍一下关于已知的宇宙(人类已知的宇宙有多大) 的相关内容。

已知宇宙(人类已知宇宙有多大)


(相关资料图)

我们对宇宙的观测受到两大因素的限制,其中一个因素是光速有限,导致那些非常遥远的射线仍然无法到达地球,另一个因素是宇宙一直在加速膨胀,这导致天体相互远离,距离越远,相互远离的速度越快,以至于那些距离我们非常远,速度超过光速的天体无法观测到。

所以我们只能在有限的范围内观察宇宙。就目前的情况来看,我们在宇宙中最远的观测距离大约是465亿光年。也就是说,已知的宇宙是一个半径为465亿光年的球体空。所以我们有一个问题。既然已知宇宙半径为465亿光年,那么飞出这个范围我们会看到什么?

根据科学家对宇宙多年的观测,在大尺度上,宇宙中物质和能量的分布是各向同性的。简单来说,当我们在宇宙中向四面八方看时,宇宙的宏观结构都是一样的。就好像我们乘着一艘小船漂流在海洋深处。无论从哪个方向看,海面都是一样的,只不过海面是二维的,宇宙是三维的。

因此,如果我们飞到已知宇宙的边缘,我们将能够看到许多我们从未见过的天体,但总体而言,我们看到的宏观宇宙不会有明显的区别。

这个推测有点无聊,但我们说的是飞出已知宇宙会看到什么,而不是说只能飞465亿光年。那么如果我们飞得更远,会看到什么呢?

爱因斯坦告诉我们,一个有质量的物体可以使原本平坦的3D 空弯曲,并且由于宇宙是各向同性的,所以会有整体的曲率,这可以分为以下三种情况。

由此可见,如果宇宙的曲率为负或者为零,那么宇宙就是开放的。当宇宙的曲率为正时,宇宙的形状是一个封闭的三维球体。在这种情况下,如果我们一直朝同一个方向飞行,只要我们的飞行速度快于宇宙的膨胀速度,飞够长时间就能回到起点。就好像我们在地球表面一直朝同一个方向走,只不过地球表面是二维球体,而宇宙是三维球体,多了一个维度。

于是,如果单纯从三维空的角度来考虑,那么无论宇宙是什么形状,在我们眼中,宇宙都是无边界的。在这种情况下,无论我们在宇宙中飞多远,都不可能飞到宇宙的边缘。由于宇宙的各向同性,虽然我们可以看到不同位置的不同天体,但在我们眼中,宇宙的宏观结构永远是。

如上图所示,A点、B点、C点都位于2D球面上,而D点位于2D球面之外。显然,只有D点能看到这个2D球面的全貌,这是因为D点多了一个维度。

这意味着,要想开阔视野,就需要飞出三维度空的范围,从更高维度去观察。如果我们真的做到了,那么我们将直接看到宇宙的形状。它的形状可能是一个封闭的球面,也可能是一个弯曲的鞍面,或者像一张平面的纸,但所有这些形状都具有三维结构。

所以问题是,从更大的角度来看,宇宙之外是什么?虽然没有人知道这个问题的确切答案,但人们已经提出了许多假设。比如有人认为宇宙的外部什么都没有,既没有时间,也没有空,当然也没有物质和能量。

也有人认为,在我们的宇宙之外还有其他的宇宙,它们的数量可能是无限的,它们内部的物理规律也可能是不同的。这些宇宙和我们的宇宙一起构成了一个无尽的结构。值得一提的是,有一个有趣的观点认为我们的宇宙可能是一个超级黑洞。为什么这么说?我们继续看。

是宇宙空中与外界完全隔绝的封闭空房间。它的形状是一个三维球体,其半径称为史瓦西半径。具体计算公式如下。

我们可以简单的理解为,质量大的物体,当其自然半径小于其史瓦西半径时,就变成了黑洞。从上图可以看出,物体的史瓦西半径与其质量成正比,而众所周知,球体的体积与其自然半径的立方根成正比,也就是说对于密度均匀的球体,当其质量超过一个临界值时,其史瓦西半径就会超过物体的自然半径。

因为已知的宇宙是各向同性的,所以我们可以把它看成一个密度均匀的物体。根据观测数据估算,已知宇宙的质量为10.54 kg。代入上式,可以得出已知宇宙的史瓦西半径约为1566.71光年。

显然,这已经远远超过了已知宇宙465亿光年的自然半径。正因为如此,有人提出我们的宇宙是一个超级黑洞,在这个黑洞之外,有一个更大的宇宙把它包裹起来,就像我们的宇宙有很多黑洞一样。

需要注意的是,以上观点都是基于对已知宇宙的认知做出的合理推测,并不是科学界的结论,你只需要了解一下就可以了,不要太当真。

\

标签:

相关阅读

相关词

推荐阅读