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戏说宇宙(6)
送交者: 芨芨草 2019年02月13日19:25:40 于 [教育学术] 发送悄悄话

戏说宇宙()

 

霍金说过:宇宙之外什么都没有。

如果霍金说,宇宙之外(当然应该是整个宇宙,而不是我们可观察到的宇宙)什么物质都没有,这句话可能是对的,但如果说什么都没有,那空间是什么呢?如果没有空间,那正在膨胀的宇宙向哪里膨胀呢?

膨胀中的宇宙之外(假定这个宇宙是唯一的)一片混沌,没有物质,没有光线,没有参照物,所以分不出上下左右,和人类认识的空间不一样,说宇宙之外尚有空间不确切,不过可以说宇宙之外还有容许宇宙向外(相对于宇宙内部)膨胀的余地。宇宙膨胀到哪个地方,哪个地方就有了空间了。

霍金在世时,Neil deGrasse Tyson在他的Star Talk中请到了霍金来参加他的节目。

霍金在节目中说:“宇宙大爆炸之前什么都没有。”

这位物理学家解释,根据爱因斯坦相对论,空间和时间由物质和能量形成连续曲线。在霍金看来,宇宙的起源最好用欧几里得算法来展开描述,“普通的实时被虚时间取代。”霍金表示,虚时间就像是空间的第四方向。他和欧几里得都相信虚时间是一个像地球表面那样的四维曲面,但它还多出两个维度。

如果宇宙大爆炸之前什么都没有,那1053公斤物质从何而来呢?无中生有?

霍金坚称,宇宙是没有边界的。

如果宇宙没有边界,则这个宇宙就是唯一的。那还给不给那些坚持多重宇宙、平行宇宙、负宇宙、虚宇宙理论的科学家们饭吃了?

从本质上来讲,时空曲面是可以跟地球进行比较的。在霍金看来,人们可以将虚时间和实时想象成南极的起源,那里是时空的一个平滑点,而这受到物理定律支持,由于南极的南面没有任何东西,所以以此类推大爆炸之前也不存在任何东西。

这个类推是否能够成立,仁者见仁,智者见智。我觉得这是说大话不上税,反正没有办法去证实。

霍金拿虚时间说事。虚时间是什么?是单位时间的虚数用虚数测量的时间。这是一个从狭义相对论量子力学领域派生的概念。从广义上讲:时间和能量是有联系的,且当能量为零时时间也为零,将零代入值的表达式(所有值皆遵守):a+ia代表实数,i代表虚数)等于i,能表达时间的只剩虚数,即虚时间。虚概念和任何事物都没有联系,所以虚时间即为与一切事物无关的绝对时间。用一个虚无的概念来描述真实的世界,好像不太合适吧?而且这个表述完全是为了迎合数学计算的需要。人类是将宇宙大爆炸做为时间的起点,那么大爆炸的瞬间时间则为零,而这时能量并不为零,如果能量为零,大爆炸又是怎么发生的呢?一瞬间由无生有地产生了这么巨大的能量?好像只有上帝有这个本事吧。

上、下、东、西、南、北是人类为指明方向而自己定义的,只是一个相对概念,南极、北极也是人为设定的,地球上的任何一点和地球背面的相对一点都可以设定为南极和北极。由此而言,站住地球的任何一点都可以定义上、下、东、西、南、北,而不是南极的南面没有任何东西。“南极的南面没有任何东西”好像是一个悖论,有似文字游戏,似乎到了南极若要再往南走就要走出地球了。一个人站在南极点上,好像就不能再说东南西北了,这个时候他的头顶是南,脚下是北,抢占了原来的上、下位置,而东、西、上、下只能在他周围360度内定义了。如同站在北京的人把从脚往头的方向称为“上”,而在纽约的人则把这个方向称为“下”。如果非要统一起来,那就打成一锅粥了。这类似数学中无法用方程式准确表述相交的两条线的交点,因为既可以用这条线的方程式表述,也可以用那条线的方程式表述,而数学要求的是唯一性,所以把这个交点定义为奇点。人类把所有不能自圆其说的东西都称为奇点,宇宙大爆炸的瞬间也是齐点。

科学家们是怎样描述宇宙的呢?首先设计出一系列假想,然后在假想的基础上设计出一个模型,用这个模型去解释已经知道的天文现象。如果这个模型不能很圆满地解释已知的现象或者被质疑而不能自圆其说的时候,就补充进一些假想,加进一个系数或者加进一项,修改这个模型。如果这个模型已经没有修改的余地了,就放弃这个模型,再设计一个新模型出来。

因为不管是哪个宇宙模型都没有办法去证实其对或其错,所以随便怎么说都不犯规,只要能把已知的东西放进这个模型,这个模型就成立了。

宇宙大爆炸模型之为多数科学家所接受,是因为到现在为止没有一个比它更好的模型了!

如果宇宙大爆炸模型正确,按照科学家的说法,宇宙中的天体相互之间的距离会越来越大,直至互相看不见了。不过根据科学家的观察,距离银行系有250万光年之遥的仙女座星系正以每秒300公里的速度向银河系奔来,3040亿年之后这两个星系会撞在一起。若坚持宇宙大爆炸模型成立,则只能认为这两个星系的相向速度大于宇宙膨胀速度。而宇宙膨胀速度是多少?因为没有一个基准点,所以谁都说不清。


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