宇宙有多大
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-07-02 13:54:19
在18 世紀(jì)人們的眼里,宇宙還只是太陽(yáng)系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們認(rèn)識(shí)到:太陽(yáng)也只是天空中數(shù)以萬(wàn)計(jì)的恒星中的一顆。于是,人們心目中的宇宙開始逐漸擴(kuò)展到了銀河系。近代,人們的認(rèn)識(shí)范圍逐漸擴(kuò)大,人們心目中的宇宙已不再是銀河系。人類已經(jīng)認(rèn)識(shí)到:在銀河系以外,還有許多河外星系的存在。十幾個(gè)或幾十個(gè)星系一起組成星系群。成百上千個(gè)星系則組成更高一級(jí)的星系組織—星系團(tuán)。北冕星座是有一個(gè)包含著400 個(gè)星系的星系團(tuán),離我們更遠(yuǎn),光從那里照射到我們地球,需要整整7 億年之久。這樣的一個(gè)個(gè)星系團(tuán)共同組成了我們的總星系。人們都說“宇宙廣闊無垠”,那么,宇宙究竟有多大呢?
牛頓的“箱子宇宙”
從哲學(xué)角度上說,宇宙不光在空間上是無限的,在時(shí)間上也是無限的。“天地四方曰宇,古往今來曰宙”。正因?yàn)橛钪嬖跁r(shí)間上和空間上的無限,才使得宇宙能夠作為一個(gè)統(tǒng)一的整體而存在。德國(guó)大哲學(xué)家康德曾提出著名的時(shí)空悖論,強(qiáng)調(diào)人們關(guān)于宇宙有限與無限的理解必然存在著矛盾。古典力學(xué)創(chuàng)立者牛頓設(shè)想:宇宙像一個(gè)無邊界的大箱子,無數(shù)恒星均勻地分布在這個(gè)既無限又空虛的箱子里,靠萬(wàn)有引力聯(lián)系著。他的觀點(diǎn)引出了有名的“光度怪論”(即 “奧爾伯斯佯謬”):如果宇宙真是無限的,恒星又是均勻地分布著,那么夜晚的天空將會(huì)變得無限明亮!
愛因斯坦的“有限宇宙球”
相對(duì)論大師愛因斯坦,于1917 年提出了有限宇宙的模型,“把宇宙看作是一個(gè)在空間尺度方面有限閉合的連續(xù)區(qū)”,并從宇宙物質(zhì)均勻分布的前提出發(fā),在數(shù)學(xué)上建立一個(gè)前所未有的“無界而有限”、“有限而閉合”的 “四維連續(xù)體”,即一個(gè)封閉的宇宙。根據(jù)愛因斯坦提供的“宇宙球” 模型推想,在宇宙任意一點(diǎn)上發(fā)出的光,都將會(huì)沿著時(shí)空曲面在100 億年后返回它的出發(fā)點(diǎn)。人類目前的認(rèn)識(shí),實(shí)際上是把宇宙作為在時(shí)間上有起點(diǎn),在空間上有限度的想像模型來對(duì)待的。
宇宙到底是什么樣子
宇宙到底是什么樣子?英國(guó)物理學(xué)家斯蒂芬·霍金的觀點(diǎn)比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,只不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,還是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認(rèn)為地球是無限的。實(shí)際上,我們都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。怎么理解宇宙比地球多了幾維呢?舉例來說:一個(gè)小球沿地面滾動(dòng)并掉進(jìn)一個(gè)小洞中。在我們看來,小球是存在的,它還在洞里面,而對(duì)于一個(gè)假設(shè)的“二維”世界的動(dòng)物來說,它得出的結(jié)論就會(huì)是:小球已經(jīng)不存在了!它消失了。為什么會(huì)得出這樣的結(jié)論呢?因?yàn)樗钤?ldquo;二維”世界里,對(duì)“三維”世界是無法清楚認(rèn)識(shí)的。同樣的道理,我們?nèi)祟惿钤?ldquo;三維”世界里,對(duì)于比我們多幾維的宇宙,也是很難理解清楚的。
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