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宇宙如何起源又如何毁灭?面对宇宙难题,人类(3)

来源:探索科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-09

【作者】网站采编

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【摘要】纵观宇宙发展过程 爱因斯坦研究所的科学家Daniele Oriti计划用一种流体来说明这种情况:“我们可以用久负盛名的经典流体力学理论来描述流水的行为。但


纵观宇宙发展过程

爱因斯坦研究所的科学家Daniele Oriti计划用一种流体来说明这种情况:“我们可以用久负盛名的经典流体力学理论来描述流水的行为。但是,如果我们前进到越来越小的尺度,并最终遇到单个原子,它就不再适用了。那我们就需要量子物理学。”正如液体由原子组成一样,Oriti想象空间由微小的细胞或“空间的原子”组成,需要一种新的理论来描述它们,那就是量子引力。

在爱因斯坦的相对论中,空间是一个连续体。Oriti现在将这个空间分解成微小的基本单元,并将量子物理原理应用于它们,从而应用于空间本身和描述它的相对论。这就是统一的理念。

那些匪夷所思的宇宙结构

说到宇宙,大家第一反应就是太大了……没错,接下来我们就一起来看看最具代表性的宇宙结构。

宇宙是一个巨大的真空区域,而真空区域也不代表什么都没有,宇宙中的暗能量与暗物质就是一个很好的体现,暗能量与暗物质其实才是宇宙中最大的结构,不过我们今天讨论的是重子物质,也就是可观测物质。

我们的太阳系中,太阳占据了太阳系99.86%的质量,而我们的太阳系是许多气体与尘埃的巨大结构。在银河系中又有数千亿颗太阳一样的恒星存在……看到这里大家可能就已经晕了,不过现实是银河系只是宇宙中的一个小结构,因为宇宙中星系实在是太多了……


武仙北冕座长城想象结构图,武仙北冕座长城结构太大,人类观测设备无法提供真实图片

宇宙中最大的结构名叫武仙北冕座长城,它有近100亿光年的范围,也可以叫它GRB长城。这个结构超过了以前的记录保持者,大型类星体群,它是一个由73颗类星体组成的星团,规模有40亿光年之大,武仙北冕座长城是大类星体群规模的两倍还多。

武仙北冕座长城的神秘之处在于它看起来太大了,理论上是不可能存在的,所以天文学家解释说这么大的结构不可能是大爆炸的残余,也不可能是物质聚结的结果。更令人困惑的是,武仙北冕座长城似乎正在变得越来越大。因为武仙北冕座长城是以相对恒定的速率检测到的,这意味着武仙北冕座长城的大小正在缓慢增长。

宇宙从来都没有让我们失望,宇宙之大无奇不有,还有一个宇宙结构很巨大,但是更奇怪,它不是物质最大最密集的区域,而是物质缺失的最大区域:超空区。


直径18亿光年的空洞,在宇宙微波辐射背景上的比例图

超空区是宇宙中一个巨大的区域,直径约为18亿光年。与武仙北冕座长城相比,超空区的大小小了很多。虽然大家感觉这个地方是空的,但是这个空间区域并不是真正空的,它稀疏地散布着星系和暗物质,但是这个区域的物质密度明显低于所有其他空间区域。

大爆炸是一种时空的扩展,它在扩大程度上是一致的,统一的,在各个方向都是相同的,扩展得很完美。然而,并非所有地方都是一成不变的。偶尔也会出现亚原子尺度上的微小缺陷。


规模为一亿光年的牧夫座巨洞,虽然比超空区规模小了很多,但是仍然令人惊叹

宇宙中的超空区不止一个,很奇怪的巨大结构,天文学家解释了这些空洞的量子缺陷效应是如何支配这些超空区的。也就是说在最初,它是一个小空洞,但随着宇宙的膨胀,它变成了一个巨大的区域,失去了成千上万的星系。另外因为这个地区缺乏物质,这也使得它比周围地区更冷。

这两个巨大结构,性质几乎截然相反,是主宰着宇宙中最大结构和最大空隙位置的巨人。他们难以想象的浩瀚足以使任何人谦卑。与此同时,天文学家和望远镜正忙着扫描天空。谁知道呢?也许他们会发生更大的事情。

宇宙的最终命运——终结

放眼当今的宇宙,我们所能找到的一切都很让人敬畏。我们夜空中的星星只是我们银河系中存在的数千亿颗恒星中的一小部分,也就是才几千颗。银河系本身也只是一个孤零零的星系,存在于可观测的宇宙中的数万亿个星系中,宇宙向四面八方延伸了大约460亿光年,直径甚至可达920亿光年至940亿光年左右。


未来,宇宙的三种结局

放在永恒的时间尺度上,没有任何事物是可以永远存在的

文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2021/0909/2259.html

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