宇宙三大未解之谜,宇宙有边界吗?宇宙外面是什么?
随着科学理论的发展和观测技术的进步,我们对宇宙的了解越来越深,我们知道了恒星的诞生过程,预测了星系未来的演化。
但宇宙中仍有很多谜团,是我们不了解,甚至是永远解不开的。宇宙诞生之前是什么样的,宇宙外面是什么,宇宙最终会走向何方?
现在的主流观点认为,宇宙诞生于138亿年前的一个密度无限大体积无限小的致密奇点,这个奇点里没有时间和空间的概念,没有任何已知的物理化学规则。
在10的负43次方秒内,奇点发生了爆炸,并以远超光速的速度向外扩张,时间 空间的概念于此刻出现。
10秒钟后,宇宙的雏形诞生了,随着温度的下降,狂暴的能量开始转化成夸克 电子等基本粒子,然后这些基本粒子逐渐结合成了原子分子。
在万有引力的作用下,这些分子原子汇集到一起,形成了庞大的分子云。
随着分子云的体积越来越大,其中心的压力和温度也越来越高,当温度和压力超过临界点之后,核聚变就发生了,宇宙里的初代恒星--蓝巨星出现了。
随着蓝巨星核聚变反应的持续进行,构成蓝巨星的主要元素-氢,不断聚变成更重的氦锂铍硼等更重的元素,当聚变到铁时,核聚变就进行不下去了,蓝巨星也进入了演化末期。
当蓝巨星产生的能量不足以对抗自身引力后,它就会发生超新星爆发,在极短的时间内释放出了相当于一生辐射总和的能量。
类似于黄金的重元素就在这一过程中生成。蓝巨星爆炸时抛射出来的重元素,就形成了类似于地球的岩质行星,残留的氢气体云就为二代恒星的诞生提供了物质基础。
我们头顶上的太阳,就是一颗二代恒星。经过138亿年的演化,宇宙变成了现在的样子。
这就是接受程度最广的宇宙诞生理论,而宇宙诞生之前的奇点,是人类无法想象无法理解的存在,至于奇点外面是什么,奇点出现之前是什么样的,我们根本无从得知。
目前,我们观测到的宇宙半径大约是465亿光年,以地球为中心,我们能观测到的宇宙就是一个半径为465亿光年的球状空间。
通过对远方的星系进行观测后天文学家发现,宇宙仍在加速膨胀,越远的星系远离我们的速度就越快。
465亿光年外的星系的远离速度已经超过了光速,所以这些星系发出的光永远也到达不了地球,我们也就不可能观测到465亿光年外的宇宙空间。
至于整个宇宙有多大,对于现在的人类来说还是一个超纲问题。
关于宇宙外面是什么,目前有两种猜测。有的科学家认为,宇宙大到无法想象,没有边界,也就不存在“外面”。
也有科学家认为,宇宙存在边界,我们的宇宙外面是更广阔的虚无空间,这个空间里漂浮着无数和我们宇宙类似的宇宙泡,这些宇宙被统称为多元宇宙。
但这也只是推测,毕竟我们连太阳系都走不出去,对于无限远的宇宙深空,只能根据已有的发现进行推测。
前面说了,宇宙仍在加速膨胀,就有科学家据此推测宇宙以后的走向及最终结局,他们认为,宇宙会一直膨胀下去。
星系彼此间的距离会被膨胀的宇宙空间越拉越远,每一座星系都会变成星光孤岛,周围不会再有任何星系。
然后,星系也会被膨胀的空间拉散,最后就连分子原子都会被扯碎,这就是大撕裂理论。
另一种理论认为,宇宙膨胀到一定程度后就会停止膨胀。
再过无数年后,宇宙里的恒星全部熄灭,密度最大的黑洞也以霍金辐射的方式蒸发干净,宇宙各处的温度能量完全一致,整个宇宙进入漆黑的死寂状态,这就是大热寂理论。
还有科学家在大热寂理论的基础上做了延申,宇宙停止膨胀后,会在万有引力的作用下回缩,远离的星系顺着原路返回。
最终,整个宇宙重新缩小成一个奇点,然后奇点再次爆炸,形成新的宇宙。
以上这三种理论也只是猜测,相比于无边无际的宇宙,寿命只有百十年的人类实在太渺小,也许我们穷尽一生,都走不出地球,更不可能解开这些宇宙谜团。
但对于宇宙的好奇心,就是人类前进的原动力,终有一天,我们的后代会走出太阳系,向着无垠的宇宙深空进发,现在困扰着人类的谜团,也会被我们的后代逐一解开。
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