08.27 這也許是“費米悖論”的另一種回答

這也許是“費米悖論”的另一種回答

人們每天跟隨太陽的軌跡,日出而作,日落而息,發揮自己的聰明才智建設了如此輝煌的人類科技文化。

縱觀歷史,人類從未如此深刻的改變著自己生存的環境。但是,即便以如此高的技術水平,相對於宇宙來說,我們仍然是渺小的,這種渺小體現最明顯的地方就是對宇宙的認知。

眾所周知,人類觀測宇宙的方法一直以來都是通過光學,也就是研究遠方星系發出的光線(包括微波、X射線、可見光等各種波段),近年來,科學家又發展出了中微子和引力波等新的觀測方法,但它們均不能超光速傳播。

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所以,可以認為,人類觀測宇宙的所有媒介(光、中微子、引力波等)均以光速或低於光速傳播。

但是,宇宙又恰恰如此浩渺,以至於在宇宙中,測量距離的基本單位竟是光年,就是光走一年的距離,要知道光的速度為299792458 m/s,大約30萬km/s,也就是每秒30萬千米,它走一年距離是多遠呢?是大約九萬四千六百億公里

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看上面的圖,這是地球,光從地球一側直線傳播到另一側,大約需要0.04秒,看起來還是很快的。

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但是,視線擴大到太陽系,光的速度就開始顯得慢了,從太陽傳播到地球需要8.3分鐘,從柯伊伯帶軌道的一側傳播到另一側,也就是說光線橫穿太陽系需要10小時。

我們繼續擴大視野,光線穿越銀河系大約需要10萬年,穿越可觀測宇宙大約930億年。

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也就是說,我們看月亮,那是1.3秒以前的月亮;我們看到的太陽,那是8分鐘前的太陽,根據相對論,甚至它的引力都是8分鐘前的引力;我們觀測銀河系另一端的恆星,我們看到的是10萬年前的恆星;我們觀測可觀測宇宙邊緣的星系,那是138億年前的星系(為什麼不是460億年?因為宇宙在膨脹,138億年前發出光線的星系已經被宇宙膨脹到距我們460億光年的地方了。)

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可觀測宇宙

知識鏈接可觀測宇宙是一個以觀測者作為中心的球體空間,小得足以讓觀測者觀測到該範圍內的物體,也就是說物體發出的光有足夠時間到達觀測者。目前普遍認為,宇宙年齡大約138億年,但由於宇宙的膨脹,可觀測宇宙的半徑並不是固定的138億光年,現在推測可觀測宇宙半徑約為460億光年,直徑約為930億光年。根據宇宙學原理 ,從任何方向到可觀測宇宙邊緣的距離大致是相等的。

也就是說,我們認為我們觀測了宇宙,但我們實際觀測到的東西都是過去的,甚至包括你我,要知道,你見到1500米以外的東西,同樣是5微秒之前的存在。即使現在,我們距離不過一米,可我見到的也是3納秒以前的你,光線給了我們感知宇宙的力量,但也矇蔽了宇宙的真相。如果我們繼續思考,將同樣令人震驚!

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思考一:我們無法確切知道宇宙此時到底是什麼狀態。因為光線的延遲,我們觀測到的所有東西都是過去的,所以到底宇宙此時是個什麼狀態,我們無法確切知道,也就是說,如果此時太陽發生了爆炸,我們要在8分鐘後才能知道,如果此時宇宙邊緣發生了收縮,我們可能要等百億年才能知道。

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宇宙大爆炸理論

思考二

:以當前宇宙觀測建立的宇宙學能不能真正反映宇宙的本質?由前面的討論我們知道,當前的宇宙觀測其實都是研究過去的宇宙,那麼這些數據也許能夠推測當前的宇宙狀態,但能不能真正反映此刻的宇宙狀態尚不得而知。

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思考三:哈勃定律是否考慮了光線傳播延遲的問題?1929年,哈勃通過觀測星系紅移,發現河外星系視向退行速度v與距離d成正比,即距離越遠,視向速度越大,這也被稱為

哈勃定律。根據哈勃定律,距離我們越遠的地方,星系退行速度越快。而這也是大爆炸理論的重要證據。但是如果我們反過來想,越遠的地方,星系紅移越大,遠離我們越快,但它們也越古老,越近的地方,星系紅移較小,遠離我們相對較慢,而它們也更接近此刻的狀態,既然越遠的地方我們觀測到的宇宙越古老,那是不是可以認為,越古老的宇宙膨脹速度越快,越接近現代的宇宙膨脹速度越慢?宇宙難道在逐漸停止膨脹?

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思考四:外星智慧生命是否已經存在,而我們無法得知?既然,我們的觀測結果反應不了此刻的宇宙狀態,那麼是否有可能宇宙此時已經存在外星人了,只是因為光線的矇蔽而彼此無法發現對方,要知道銀河系兩側光線傳播還需要10萬年,更不用說其他星系,這又是否可以解釋“費米悖論”。

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