關於宇宙的十大怪異理論,你相信哪個?

7月29日消息,宇宙空間究竟是什麼模樣?近年來,科學家探索了許多解釋宇宙的方法,產生了一些聽起來非常瘋狂的想法:從一個涉及宇宙漂浮在更高維度空間的膜宇宙場景,到描述宇宙膜彼此碰撞形成一個全新宇宙的構想……

1、膜宇宙

我們認為宇宙具有三維結構——可以沿著三個垂直的方向移動,然而,一些理論提出宇宙還存在另一個垂直方向的空間維度,這是我們無法直接感知的空間維度。這個更高維度的空間被稱為「體(bulk)」,而我們的宇宙是一個三維膜,漂浮在「體」內部。

雖然膜宇宙概念聽起來很復雜,但該理論解決了幾個物理學問題,例如:美國哈佛大學理論物理學家麗莎·蘭德爾和馬里蘭大學科學家拉曼·桑卓姆提出了一種膜宇宙的版本,通過提出與我們的膜宇宙平行的其他膜的存在,從而解釋亞原子力的不對稱性。但是僅用一個理論來解釋我們已經知道的事實是遠遠不夠的,它必須做出新的預測,該預測可以通過實驗進行驗證。在蘭德爾-桑卓姆的模型實例中,這樣的測試可能包括測量兩個膜的黑洞釋放的引力波。

2、大碰撞

關於宇宙的十大怪異理論,你相信哪個?

科學家預測稱,在遙遠的未來,星系最終會漂移至很遙遠的區域,以至於某個星系發出的光永遠無法到達另一個星系。事實上,隨著恆星逐漸衰老走向死亡,將會在一段時間里沒有光或熱。此時,宇宙將變得黑暗、寒冷、空洞虛無。這聽起來像是萬物終結,但依據一種理論,這實際上是下一個宇宙的開始,處於一個不斷重復的循環中。

大碰撞理論是基於膜宇宙的一種理論觀點,認為我們的宇宙是無數個宇宙之一,大碰撞是指當一個冷而空的膜與另一個膜碰撞時發生的情景,只要有充足的時間,該情況就一定會發生。宇宙學家尼爾·圖洛克和保羅·斯坦哈特認為,這樣的碰撞將產生足夠的能量來創造一個全新的宇宙,他們稱之為「火宇宙理論」,但物理學家加來道雄(Michio Kaku)將其稱為「大爆炸」。

3、充滿等離子體的宇宙

大爆炸仍是許多科學家偏愛的宇宙理論,它由兩個關鍵的觀測結果支持——宇宙膨脹和宇宙微波背景輻射(CMB),大爆炸後不久,宇宙體積較小且處於高溫狀態,充滿著類似太陽釋放的熾熱等離子體。

然而我們仍能觀測到宇宙初期超高溫階段的殘留跡象,當時放射性物質海洋充斥著整個空間,在宇宙誕生之後的幾十億年里,宇宙膨脹過程已從高溫狀態降低至零下270攝氏度,但科學家通過射電望遠鏡仍能觀測到宇宙誕生之初充斥的「等離子體海洋」。

宇宙微波背景輻射在每個方向上看起來都是一樣的,如果宇宙總是以當前的速度膨脹,就無法解釋了。許多科學家認為,大爆炸後幾分之一秒經歷了一個極其快速短暫的「膨脹時期」,突然的膨脹可從亞原子規模增長至數光年等級。

4、全息宇宙

人們可以聯想一下安全全息圖像,這基本上是一個二維對象編碼在一個完整的三維圖像中,依據該理論,整個三維宇宙可能在其二維邊界上被「編碼」。這聽起來可能不像生活在模擬空間中令人興奮,但它有一個優勢,那就是它是一個科學可驗證的理論,2017年,英國南安普頓大學研究表明,它與觀測到的宇宙微波背景輻射波動模式是一致的。

5、恆態宇宙

美國宇航局稱,大爆炸是我們對宇宙起源的最佳預測,遠古時期宇宙密度較大,未來密度會變小。但並非所有科學家都認可該觀點,部分科學家認為宇宙密度保持不變,即使在宇宙膨脹階段,他們的理論觀點是宇宙每100萬年/每立方米空間大約產生3個氫原子,這意味著宇宙不斷產生新物質,不斷湮滅其他物質,始終處於平衡狀態。但是隨著宇宙微波背景輻射的發現,該理論模擬被認為並不合理,無法解釋諸多宇宙現象。

6、多元宇宙

在宇宙大爆炸的傳統觀點中,為了解釋宇宙微波背景輻射的均勻性,有必要假定早期存在一種超高速膨脹,即所謂的「暴脹」。一些科學認為,當宇宙脫離這個膨脹階段時,它僅是膨脹空間「汪洋中的一個小氣泡」。保羅·斯坦哈特提出的「永恆膨脹」理論中,其他泡沫宇宙不斷地在膨脹汪洋的其他區域出現,構成了一個「多元宇宙」。

這個理論變得更加奇怪,因為其他宇宙沒有理由遵循相同的物理定律,有些宇宙可能擁有更強的引力,或者不同的光速。雖然我們當前無法直接觀察其他宇宙,但其中一個可能會與我們的宇宙發生碰撞,科學家甚至認為宇宙微波背景輻射中的「冷點」就是宇宙碰撞的印記。

7、我們的引力理論可能是錯誤的

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宇宙理論依賴於對引力的准確理解,引力是物理學中唯一能在非常大尺度上影響物質的作用力,但引力本身並不能解釋某些天文觀測結果,如果我們測量某星系外圍恆星的速度,它們移動得太快了,如果唯一阻礙它們的是可見星系中的引力,那麼它們就無法運行在軌道上。同樣,星團似乎是由一種比可見物質引力更強的力量聚集在一起。

目前科學家提出兩種可能性解決方案,最受大多數科學家青睞的標准說法是,宇宙中包含無形的暗物質,而暗物質提供了缺失的引力;另一個另類觀點是,我們當前的引力理論是錯誤的,應該被一種叫做「修正牛頓動力學(MOND)」的理論取代,這是科學家在2002年發表的《天文學和天體物理學年度評論》雜誌上提出的。兩種可能性解釋——修正牛頓動力學理論和暗物質,同樣符合觀測結果,但仍需更多的實驗進行證實。

8、超流體時空

超流體時空將時空想像成一種零粘性的超流體,這種流體具有一種奇怪的特性,當超流體被攪拌時,它們不能像普通液體那樣整體旋轉,而是分裂成微小渦旋。在超流體時空中,渦旋可能是系形成的種子。

9、模擬宇宙理論

迄今為止,所有關於宇宙的理論大多數來自科學家的觀測數據,但有一種宇宙理論來自哲學家的觀點。如果所有關於宇宙的信息都是通過感官和科學儀器進入人類大腦,誰又能說這些信息不都是一種巧妙設計的錯覺呢?或許整個宇宙僅是一個超級復雜的計算機模擬系統,科幻電影《黑客帝國》中就存在著類似的概念模擬系統,盡管模擬宇宙理論聽起來很古怪,一些哲學家還是進行了認真全面的分析。然而,目前模擬宇宙理論仍未通過科學理論的檢驗,這是因為它無法被證明是真的或者是假的。

10、宇宙自我中心論

物理定律涉及到一些基本常數,這些常數決定了引力、電磁力和亞原子力的強度。據我們所知,這些數據具有一定的價值,但如果它們與實際數值稍有偏差,宇宙將會成為一個完全不同的區域。對我們來說最重要的是,我們所知道的生活事物,包括我們自己,都可能因某些宇宙常數差異而不存在。尼克·博斯特羅姆在撰寫的《人擇偏見》一書中提出以自我為中心的人類理論,一些人認為這是宇宙是為了類人生命的進化而「有意識」地設計的理論證據。(葉傾城)

來源:cnBeta