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人类是不是永远不可能认识到宇宙的全部?

钟铭聊科学 2019-09-22 浏览111次
人类是不是永远不可能认识到宇宙的全部?的头图

我个人认为不太可能,”人类是不是可以认识到宇宙的全部?“其实可以从两个角度来看这个问题,第一个角度是,从物质(能量)的角度上看,人类是不是有能力看到所有的东西;第二个角度是,在空间上,人类的视野是不是可以涵盖全宇宙。我们一个个来说,

人类是不是有能力看到所有的东西?

我们可以想象一下,古人观测星体的方式,说白了,古人所能看到的星体是有前提的,那就是这些星体发出的是可见光。我们要知道的是,光是一种电磁波,人能看到的其实只是一小部分电磁波。

所以,由于可见光的限制,最早的人类,其实能看到的星体其实比现在要少得多。后来,人类的视野发生大幅度提升是因为射电望远镜的出现。

但是,你以为有了射电望远镜我们就真的看的足够多了么?事实上并不是,我们知道可观测宇宙的半径是465亿光年,其中通过电磁波可以看到的是461亿光年,还有4亿光年是需要通过观测引力波来实现,也就是说,引力波将会是我们的”第二双眼睛“,它能帮人类看得更广。不过,目前我们能捕捉到的引力波的水平有限,仅能看到大质量天体合并时产生的引力波,随着日后科技的进步,相信“这双眼睛”会越来越明亮,让我们看到得越来越多。

如果我们引力波探测达到了足够的水平,我们就真的能看到全宇宙么?实际上,还是不行。后来,科学家又发现一个事,那就是星系周围的恒星系都跑得异常的多,通过各种分析之后发现,这是一种只参与引力,但不参与电磁力的物质,我们管它叫做暗物质。

暗物质广泛存在于宇宙之中,是星系的粘合剂。而且通过计算发现,这个暗物质总量是我们已知物质的5倍之多。换句话说,人类忙会了2000多年,结果只看到了16%的东西,还有84%的一直看不到。

但这还么完,16%还是太乐观了。后来,科学家发现距今46亿年前,宇宙加速膨胀,而导致膨胀的罪魁祸首是真空能,我们把它叫做暗能量。

通过理论计算发现,暗能量总量比暗物质还要多得多。(质能等价),最后我们发现,目前我们可观测的只占到了不到5%,宇宙中70%是暗能量,25%是暗物质,只有不到5%是已知的物质。而这当中,还有0.3%是中微子,中微子穿透能力极强,观测起来也非常难。

也就是说,折腾了半天,人类原来是个井底之蛙,看到的只有目前理论上不到5%的东西。而且,谁能保证我们能看到的是不到5%,会不会随着科学的发展,我们还会继续发现,有很多其实我们还不到的东西存在。到时候说不定连1%都保不住。

所以,对于天文学的观测历史来看,我们很容易得出这样的结论:随着人类看到的和知道的越多,人类才发现我们看不到的不知道的越多。因此,想要看全整个宇宙其实是不太可能的一件事情。

人类的视野是不是可以涵盖全宇宙?

关于整个问题,也直接给出答案:可能宇宙就没边界,更不要说涵盖全宇宙了。

首先,以我们目前的水平,我们能看到的尺度被叫做可观测宇宙,半径是465亿光年。

可观测宇宙只是宇宙的一部分,而非是全宇宙。之所以是整个范围,主要是因为宇宙膨胀的原因,由于篇幅关系,这里不细聊如何得到这个结果的。所以,我们目前是没有能力看到全宇宙的范畴。

其次,想要看到全宇宙是有个前提的,那就是宇宙至少是有范围的,如果宇宙是无限大的,那也就不可能看全。那宇宙到底是什么样子的呢?

这个其实是有办法来测量的,用到的工具是宇宙微波背景辐射。

用的思维方式,其实很简单。我们降维到二维上去思考一下这个问题。假设我们想知道宇宙大小,其实我们可以搞清楚宇宙空间是不是平坦的。

如果这张纸是个球形,那其实就是一个封闭的平面,那就是有界无边的。如果宇宙空间是像一张纸一样铺平的,那它其实就是无限大的,因为可以向四周无限扩展。如果这张纸是马鞍形的,其实也会和平坦的结果一样,是无限大的。

那我们如何知道宇宙空间是不是平坦的呢?其实只要画个三角形就知道。我们初中学过,平面三角形的内角和是180°,而马鞍形则是大于180°的,球形就是小于180°的。所以,我们只要能测出宇宙空间中的三角形内角和就可以。

可问题是咋测量呢?其实可以用到光,你可以把光走过的路径想象成三角形的边。宇宙诞生之后的第38万年,宇宙大爆炸的余热以光子的形式在空中传播,这也就是刚才说到的宇宙微波背景辐射。所以,其实宇宙中是弥漫着大量的光子的,我们只要测量它们走过的路径就可以。

按照目前观测的结果来看,宇宙是无限接近于平坦的,也就是说宇宙是无限大的。如果禹州市无限大的,我们的视野又如何能够涵盖一个无限大的宇宙呢?

最后,我们来总结一下,从物质(能量)的角度上看,我们几乎不可能看得全全宇宙得物质(能量)。从空间得角度上看,由于宇宙是无限大的,我们的视野也无法涵盖住整个宇宙。

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发布媒体:好百科 作者:钟铭聊科学