云浅问傅佐宇宙是否有尽头呢?向往思索了一段时间之后说他说这个问题其实不难回答,然而更重要的是从这个问题其实可以延伸到对宇宙更深层次的思考,云浅听到这里顿了顿大眼睛,听着傅佐继续说下去,傅佐说自己曾经看过一本书,这本书里就有关于宇宙的终极问题的答案,这本书是道格拉斯亚当斯的银河系漫游指南。自己曾经在图书馆借过这本书,这种事,这本书中提出了宇宙是生命和一切的终极问题,天文物理学家的最新进展,也让我们可以从宇宙这一部分开始回答这个终极问题了,比如说宇宙的形状,宇宙的终极命运,你知道从哪里来等等。首先我可以跟你说说宇宙的形状,你说你知道形状到底是什么样呢?云浅说是不是跟地球一样啊?是不是跟地球一样吗?是个圆形的还是说是个四方形的呢,如果说他是有劲的,大概应该是圆形吧。傅佐说不对,宇宙是一个三维空间,广义相对论告诉我们,由于物质和能量的存在空间是可以弯曲的,这句话是什么意思呢?就是说实际上我们可以说能量,因为物质本身就是本质都是能量,质量是什么呢?这种空间的弯曲在牛顿的经典力学体系都称为万有引力。想你说哦,我懂了,咱们高中物理不就是学了万有引力吗?这是咱们高中物理课本的内容,好像关于这些好像在选修课本中也曾经听到过一点,就是关于广义相对论和狭义相对论的概念,傅佐说还不错呀,了解的还挺多,还想夸夸你呢,云浅说不用夸我,不用夸我,我跟你比起来还差远了呢,云浅嘿嘿的笑了,然后傅佐接着说道,他说空间的曲率可以是0,可以是正的,也可以是负的,也就是说生活在三维空间中的,我们很难想象出一个弯曲的三维空间,咱们高中的时候学过一个三维的坐标系,那我这个坐标写完了的话,咱们都很难想象出来,所以说咱们我先给你用二维空间表示一下。如果说给定一条直线,通过此直线外的一点,而且是任何一点有且只有一条直线与之平行,这个定理咱们上初中就学过,那么我们就可以推导出来三角盒的内角和180度。然而随着时代的发展,我们要给出了另外一个公理,另一条直线通过此直线外任何一点有至少两条直线与它平行为什么呢?因为我们在二维图形中发现有很多个曲面有不同的局面,而且在这个公理中以它为基础的话我们会发现这个体系里三角形的内角和少180度的云浅听到这里都有点懵了,有一点听不懂了。然后傅佐又紧接着说了另外一条公理,给定一条主线,通过此直线外的任何一点,没有一条直线与之平行啊,这是什么意思?云浅很惊讶,怎么没有平行线了?不可能啊,然后傅佐接着说,他说如果以这条公理为基础的话,那么我们就可以推导出椭圆和几何,那么在这个体系中三角形的内角和大于180度了,明白吗?傅佐虽然这样说,但小琳还是不明白,傅佐说在三维空间中,这三种公理同样适用的,如果是平行空间是平坦的,那么这两盒那两盒就等于180多,如果空间是弯曲的,而且它的龋率大于0,那么这个空间就是封闭的三角形的内角和大于180度。如果空间曲率小于0,那么这个空间就是开放的,因此三角形的内角和是180度,但是这里空间都是无限延伸的,而封闭空间是有限大小。如果说我们的宇宙是这样一个有限而无边的有限空间,如果飞船朝着一个方向飞,那么最终会回到出发的地方,如果我们有一个足够好的望远镜在远方就能看到自己,因为从我们身上发出的光还绕宇宙一周后又回到了原点,所以这个答案就出来了,无论宇宙是什么形状的都是没有尽头的,云浅听到云里雾里的,但是但是似乎又听懂了一点什么,所以那宇宙是什么形状的呢?云浅又接着发问,傅佐说这个问题其实还没有确定的答案,直到现在科学家们都没有研究出来,但是大多数物理学家都比较接受的一个观点就是宇宙很可能是平坦的,因此科学家们在继续研究和观察为什么说宇宙是平坦的呢?首先先讲一个故事,如果你把不同颜色的放进水里,你就会看到很乱的情况,多等一会儿水和颜料,有时间相互交流,颜色就会均匀的混合起来,那么我们只会看到一种颜色了,但是在大爆炸中高速空间膨胀,没有时间多等一会儿,早期的膨胀是快于光速的,连光也没有从时间的宇宙的一端传到另一端,这是在早期的膨胀阶段,决定了宇宙在大尺度上的结构,那么大尺度上的均匀分布就成了大爆炸理论无法解决的难题。后来又有一个暴涨理论,这个理论有一个推论宇宙是平坦的,因为密度太低,空间就是开放的,这样的宇宙会永远膨胀,密度太高,有种就是封闭的,这样的宇宙会永远膨胀减速,然后搜索正好的话,那么空间就是平坦的,这样的空间就会膨胀减速,最终停止,而这种暴涨理论计算出来的空间密度,正好满足平板空间所需要的关键力度。小明到这里已经完全听不懂了,你可不会用平常一点的话跟我解释呢,你说这些我根本听不懂啊,向您说说没办法,以后多带你去图书馆看看这方面的书籍,你就明白了,也许你也会爱上他的,真的非常有意思。我给你讲一个关于爱因斯坦的故事吧,在物理学的历史上,宇宙学常数是一个极具戏剧性的一个概念,第1个提出这个概念的是爱因斯坦,他在建广义相对论时发现按照他的计算。宇宙是动态的,可能膨胀也可能会收缩,当时怎么能认识宇宙是永恒的和稳定的,为了让你们付出关爱是他在工程中增加了一个宇宙学常数来达到静态宇宙的目的,在哈勃发现宇宙空间确实在膨胀之后,爱因斯坦从他的公司中期到了这个场所并说宇宙学常数是他一生最大的错误,然而在20世纪90年代以来的物理学研究表明宇宙学常数这真的存在天空中确实有一种能量,它具有负上压力,推动空间膨胀,爱因斯坦如果在世的话,不知道看到这样的理论,会有什么感想呢?
曹林文再说宇宙它最后他的命运会是什么呢?怎么说他也不知道,他不知道你做的最终目的是什么,虽然空间在膨胀,但是空间中的物质并没有跟着膨胀,太阳没有跟他变大,太阳没有远离银河系的中心,地球没有远离太阳,越穷越没有月球,确实在远离地球,不过这和空间膨胀无关,这是因为物体之间的引力把它们拉在一起,所以它们之间的距离不会跟着空间膨胀而增加,然而距离很远的物体,它们之间的引力过于不容易对抗空间膨胀,所以我们今天观察到休息了,在离我们而去越远的星星远离的速度越快。那么我们随着星星的远离,有一天我们也不想再看到别的信息,但是我们的心就会更加璀璨,因为很多信息都合并了,然而空间的膨胀是加速的,到恒星之间的引力不能对抗空间膨胀的时候,星星就会分崩离析,其他的恒星都会离我们而去的,夜空将会是一片黑暗,只能看见几颗恒星下一步物体间的引力都无法对抗空间膨胀的时候,宇宙中的大部分结构都会瓦解,恒星炸得粉身碎骨,星星化为尘埃到最后连电磁力和强相互作用力也无法对抗空间膨胀,所有的物质都会瓦解,连电子原子都会被撕成碎片,宇宙大结局就是物理瞎摄像的大撕裂。由于现在宇宙的形状尚无定论,从那天在宇宙外,其他学生的可能性也没有排除,如果宇宙是封闭的,可能会结束空间膨胀,然后进入一个收缩的状态,最终回到大爆炸式的状态,然后就是下一次大爆炸,你说的生命就是这样的膨胀挤压的无限循环,这种假说就叫做大反弹,傅佐说到这里不禁感慨,如果宇宙爆炸了,那么世间万物什么都没有了,一切都消失了,人真的是宇宙中太渺小的一个了。