03.02 物質不滅,能量守恆,宇宙卻在膨脹,那麼是什麼東西在增長?

特白痴王子


首先,我們說的物質不滅的定律是在平坦時空上得到的一個經典物理規律,它不是真的對的。有兩個情況下它是不正確的:

1.真空激發

在量子場論中,物質可以無中生有,這叫做真空激發。所以,宇宙大爆炸一開始的時候,世界上根本就沒有電子,後來才有了電子,有了物質,這些都是從真空中激發出來的,你可以把它想象成最後還是要湮滅在一個真空態裡,這一切只是一個漫長的散射過程。

2.黑洞吸收

物質不滅顯然是錯誤的,當有黑洞存在的時候,你把一頭豬趕進黑洞,豬消失了,不但物質消失了,甚至可能連信息也消失了。我們已經找不到豬的任何信息。因此,物質不滅只不過是一個簡單的說法,不是在任何場合都可以用的。至少在宇宙層面,這個說法有問題。

那麼,既然如此,我再來回答你提的另外一個問題:宇宙為什麼膨脹?

宇宙膨脹的原因在於,宇宙中存在一種暗能量,這種暗能量到底是什麼?現在還不清楚,不是我們人類謙虛,是我們真不知道。但暗能量驅動了宇宙的膨脹。暗能量能在宇宙空間產生一種排斥力,這是它與引力不同的地方。當然,目前也有一些宇宙學模型認為暗能量根本不存在,不過,這些模型被科學界認為是非主流的。

如果暗能量是愛因斯坦說的宇宙學常數,那麼這個時候的暗能量非常簡單,它的特點就是,能量密度保持不變,空間越大,體積越大,能量密度乘上體積就是總能量,總能量就越大。你要問我這些總能量從哪裡冒出來的?我的回答是:在宇宙層面,能量都沒有很好的定義,因為我們一般物理學定義的能量,都是依靠一個局部的觀察者的,在宇宙中,沒有良好定義的局部的觀察者。


軒中科技評論


這個提問有一個致命的問題,那就是用地球上建立起來的直觀來思考宇宙的問題。最重要的是,我們需要認識到,膨脹所增加的空間不一定需要物質來填充,在宇宙中沒有什麼大氣壓力之類的東西,空間中的物質完全可以變得越來越稀薄,這沒有什麼奇怪的事情,這跟「物質不滅,能量守恆」也沒有什麼關係。

關於這種變得越來越稀薄的東西,還有一個絕佳的例子可以證明。1965 年,美國貝爾實驗室的兩位工程師彭齊亞斯(Arno Penzias)和威爾遜(Robert Wilson)在為衛星通信設計天線,他們在調試天線時發現了一個頭疼的問題,不管天線朝向哪個方向,都會有一個一模一樣的背景噪聲,起初他們以為是天線上的鳥糞所引起的,但在仔細清理了鳥糞之後發現這種噪聲仍然存在。他們將這個結果發表在天文學的期刊上,這一發現隨後引起了天文學和宇宙學界的震動,因為這些噪聲正是對大爆炸宇宙學的強有力支持。彭齊亞斯和威爾遜所發現的這種噪聲來源於宇宙誕生之初,隨著宇宙的膨脹,這種來源於宇宙最早期的光被越來越稀釋,最終成為了兩位工程師所探測到的「噪聲」,這種噪聲的特徵與 2.7 K 的黑體輻射相同,頻率屬於微波範圍,因此被稱為「宇宙微波背景輻射」(CMB,cosmic microwave background)。彭齊亞斯和威爾遜在 1978 年獲得了諾貝爾物理學獎。之所以這種噪聲的特徵與 2.7K 的黑體輻射相同,就是因為隨著宇宙的膨脹,這種輻射的能量被不斷稀釋,從而溫度越來越低的結果。

今天,物理學家們將這種推動宇宙加速膨脹的力成為「暗能量」(dark energy),暗能量像一種均勻的背景存在於宇宙中,它在宇宙中起到了斥力的作用。但暗能量到底是什麼,現在還有很多爭論,暗能量在宇宙中大量存在,但我們卻非常不瞭解其性質。儘管目前有大量探測器在對暗能量進行精細的測量,也有宇宙學家將這些驚喜的測量納入到宇宙模型的描述中,但仍然非常缺乏能夠解釋暗能量基本結構和組成的物理理論。對暗能量的進一步研究很可能意味著新的物理學(例如新的相互作用、新的基本粒子、新的物理規律)的誕生。


傅渥成


所謂物質不滅、能量守恆的說法是有一定問題的,嚴格講應該叫質能守恆更科學,因為物質和能量之間是可以轉化的。

但是物質和能量究竟是什麼?這個就說不清了,這已經類似於科學界的終極問題。只有搞清楚這個問題,才能解釋宇宙膨脹的動力,膨脹的進程以及膨脹的結果這些涉及宏觀層面和微觀結構的問題。

目前的主流理論可以說是弦論,這是較好地將量子力學和相對論在宇宙層面予以統一的理論。具體是什麼意思呢?也就是說宇宙充斥著無數的弦,弦的振動會產生物質和能量,同時,物質和能量又是通過弦相互關聯和轉化著。這個比較抽象,舉個不恰當的例子,你可以認為世間萬物都由絃線拉著,宇宙也不例外。宇宙也在膨脹,那麼意味絃線越來越緊繃,那麼對宇宙的膨脹又會產生反作用力。那麼其中也不存在額外的填充物,所謂填充物就是弦。

那麼弦又是什麼呢?可以說嚴格意義上是一種數學抽象,或者說不能用具體的事物去想象。如果一定要類比,只能想象為一種場了,這種場中充斥著一種可無中生有,卻又包含著宇宙全息奧秘的“終極物”——弦。這個抽象的弦物制約著宇宙的進程。這是一個只可描述而不可定義的概念,這是物理理論和科學規律決定的。從這個意義上,科學式的外求法對宇宙的探索與終極真理之間天然是存在邊界的。


存在之輕


物質確實不滅,能量守恆定律不變,天父天母伏羲女媧的思想境界不斷昇華,叫做慈悲無限。膨脹的目的,增加熱能,降解病氣陰氣對人類健康的侵害,再生,淨化宇宙,造福人類。宇宙到壽了,更新過程中優生劣汰的現象!


玉142588495


人類要想研究宇宙就必需提出自己獨物的觀點,不要隨便想信別人說的,哪怕是已經為大多數人接受的,除非得到了確切的實驗證實。人類要想研究出宇宙的本質,主要的就是要有人能先提出宇宙隱藏的奧密,哪怕有幾萬億個觀點提出來,只要中間有一個是正確的,那就不可怕,如果人類所有人都抱著一個無法證實的觀點去研究,如果這個觀點是錯的,那就相當可怕了,因為人類根本沒有發現宇宙的隱藏的奧密。所以說研究宇宙只要沒有被證實的東西,所有人類就要大膽的提出自己的假想,不論多少個觀點提出來,只要有一個觀點是正確的,那就代表人類一定會破開宇宙的奧密,如果沒人能提出一個正確的觀點,那人類就永遠破不開宇宙的奧密。

對於宇宙在膨脹首先就得否認,宇宙亙生138億年,現在至少有930億光年大,甚至還說有1500億光年以上,而在現實中,保有小於電子光子等微粒物質能以光速運行,真的成了物體不論是石頭,鐵還是星球星系都不可能有光速的千分之一了。那是這些說膨脹的星系每年至少走兩光年以上,這怎麼可以呢,我們的很河系明顯也沒有以光速在運行呀,更別說超過光速幾倍了。而從提出宇宙在膨脹的專家們來看,他們認為宇宙在脹其實就是在猜的。從一種紅移實驗現象來猜的,可如果以我們銀系去看其實星系,我們應該很自然的想到,所有的星系的速度應該是不一樣的,那麼比銀河系速度低的星系肯定是會被銀河系甩得越來越遠,比銀河系快的星系一樣也會把銀河星甩得越來越遠,這樣不論看比銀河系跑得快的還是跑得慢的都發生了紅移了吧。或許還是其它什麼原因導至星系速度不一光線被偏移了呢。猜的就是猜的,千萬別當真就信了。至於星系要跑哪去,怎麼跑,這還真讓人難以相信呀。或許我們的宇宙就是在走一個單邊運動,並不是想象中的環形運動,就是所有的星系都象鳥銃一樣,是從一頭髮射出來許多的鋼彈,然後大家就朝著一個方向 跑吧,也或許是兩頭跑,也或許是全方位跑,反正不是轉圈跑了。


流星141849591


首先要理解宇宙膨脹是什麼情況,我們的宇宙就像是一個氣球,氣球不斷在膨脹,而所有的星球星系都是氣球表面上的點,氣球變大,所有的點距離越來越遠,所以宏觀上普遍觀測到紅移現象。那麼你問,中間填充的什麼,那麼或許只有五維空間以上的人才能直到了,我們只是生活在這個氣球的外層膜上面而已。那麼宇宙膨脹造成了什麼,造成我們生活的宇宙空間越來越平攤,就好像氣球吹大了之後越來越薄一樣,我們的空間維度本身不平坦,隨著宇宙膨脹的越大,空間就越平坦。再補充一下,個人認為宇宙膨脹的方向是沿著時間緯度的方向膨脹,所以我們無法超越光速,因為時間緯度與我們空間的其他緯度正交。


乾杯57


以上所說的,是個人的觀點,湊熱鬧瞎掰的!


隨緣72215


宇宙在膨脹,這個說法我不贊成,人類知識有限,所以宇宙無限,能量無限,宇宙有能量就有一切恆星,行星,生物,能量既在合成,又在分解,生生不滅的能量循環。

如,地球上二氧化碳循環,分子,原子(內含能量)組成物質,所以物質就是能量。物質不滅,能量守恆才正確。原創。


黃烈平


神話故事裡有一種叫貪的怪獸,實際說的是一切膨脹的事物,包括人心,這種貪念好像是一條無影線把宇宙裡有貪不淨的念想連接組合起來,形成一股暗力,這股力也就是現在人們所說的暗物質。它催生著宇宙的膨脹。


zhonghoulaoshi1


宇宙在膨脹只能說是我們存在的物質世界在膨脹。而在我們世界的外面看到的只是一個逐漸變大的球。

那麼這個球為什麼會變大,有兩個可能性。一個是外面的壓力(物質能量)沒有我們時空大。就和減小一個氣球外面的壓力一樣這個球就會變大。在變大的過程中氣球內的時空(比如氦氣)並沒有減少。另外一種可能性就是球內不斷的增加空間(氦氣)則球也會變大。

那麼我們的時空是那一種情況哪?我們要從物質的本質分析。

首先外面的宇宙應該是一熵個更大的空間。哪個時空中也可能有變化,但是那種變化對我們的世界應該沒有規律可讓。並且微不足道。所以不是我們膨脹的原因。我們膨脹的原因是我們時空形成初期的不平。就和一個爆炸的炮仗一樣。












上面的推導是是為了說明熵變的由來。也就是我們的時空最終也會在時間的前進中實現能量物質的最終空間化。



說白了就是我們的空間(三維空間)是一個不斷增加的空間。所謂能量守恆,是所有物質在不斷的時間時增加空間。所謂的物質不滅也是我們時空的總能量時間形成的物質總數不變。只要時間在前進空間就會膨脹。也就是最終這個世界的能量和空間都會趨於一致。


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