03.07 到达宇宙边界,能把手伸出去吗?

当当淘知识


这个问题涉及一个极为复杂的问题,那就是,我们常说的科学理论是在什么情况下成立?

所谓科学理论,是指逻辑推理和经验观察相符,一般说的假说是逻辑推理自恰尚未有经验观察证明。

现代物理与天文,对宇宙“有限无界”的表述是承认人类的经验观察有自己的局限性,科学理论只能在这个经验范围内证明有效,经验观察范围之外,只能通过逻辑推理,没有经验观察作为证明支撑。

问题本身虽然不严谨,但没有逻辑错误,题主自身可能没有意识到他在问什么,他实际在追问人的逻辑推理和经验观察的关系是什么。

本问题属于纯粹的理想实验。既然是理想实验,当然就是抛开经验观察的纯粹逻辑推理。

我们可以先假设“有限无界”的理论是正确的,那么会得出一个结论来,宇宙是没有界限的,既然没有界限当然不能出现“把手伸出边界”的问题了。可同时这会带来一个问题,既然宇宙无界,那么这个宇宙又是处于一个什么空间之内呢?一个无穷大的宇宙又是怎么出现的呢?因为宇宙本身无穷大,所以就不会有开始,否则宇宙的开始又发生于什么里面?

显然“有限无界”是一个悖论。

回到开篇的问题,科学理论的成立条件是什么?这才是现代人要深刻理解与认知的大问题。

很多人由于科学理论和经验观察总是相符和的,就把科学奉为颠扑不破的真理来看待,一旦遇到对重复证明有效的科学理论的质疑,第一时间就会跳起来反对,这是没有理解科学理论的有效是有条件的,一旦这个条件不在了,该理论也就不再成立。


何处是家乡


大家好我是宇宙幻想

今天给大家分享一下,如果可以到达宇宙边界,我可以把手伸出去吗。这是一个极具想象力的问题与知识。那么想要搞清楚这个问题,我们应该先了解一下宇宙。

宇宙基本理解

宇宙是非常庞大的空间,以地球为中心,可观察宇宙半径达到130亿光年,一光年就是光在真空中一年跑的距离,光一秒可以跑299792458米,如果你的计算器够大够先进,可以算一下科学家估算宇宙950亿光年是多少米。宇宙的形成现代科学主流假设是宇宙大爆炸理论,由一个体积无限小,密度,能量无限大的一个点,发生大爆炸而现成的。

(宇宙大爆炸发展形成星系时间示意图)

宇宙大爆炸简单易懂假设

就像一滴黑墨水,滴入一盘清水之中,墨水分散把整盆水都染成了黑色,宇宙的假设形成,膨胀也和这有一点相像。这里我们说到了宇宙膨胀,那么根据科学家的假设于理论,宇宙一直都是在膨胀着的,并且这个膨胀速度是超过光速的。那么问题来了,我们如果真的想把手伸出宇宙,要怎样追上这个宇宙的膨胀速度呢。根据爱因斯坦的“相对论”理论,要想达到光速,物体必须要有无限大的质量和无限大的能量才行。

(也许光速飞行是这样的视觉)

排除万难的假设理论

好吧假设一下,我们不考虑这些限制速度,我们能够达到光速并且超越它很多倍,这个假设物体一天就追上了宇宙膨胀速度,并且来到了宇宙边缘,那么把手伸出去会发生什么。孙悟空在聪明也没有逃出如来佛祖的手掌心,曾经有网友说,如来佛的手掌心就像圆周率,任悟空在怎样厉害也飞不出去,不过我想说,圆周率到底能不能算尽还是个未知数呢,现在最先进的计算机已经把圆周率算到了万亿位,这是个无理数,某种意义上一个圆形可以被分成无数个点所组成,而且这个点还可以被无限分割缩小下去,好吧又是无限这个词惹的祸。

(圆周率示意图)

言归正传,假设我用某种手段来到了宇宙的边缘,并且超过了光速和宇宙膨胀速度,哪么我可不可以把手伸出去,伸出去的手会有什么视觉上或感觉上的能够理解的东西,关键来了,注意听,以下是假设趣味观点,不可当真,娱乐见解。

  • 泡泡宇宙

宇宙是不是“泡泡宇宙”,有科学家提出假设,宇宙就像一个被吹起的泡泡,而且这种泡泡有很多,假设真是这样,哪么我也许能把手伸出去,然后整个人来到另一个“泡泡宇宙”。

(泡泡宇宙示意图)

  • 维度空间

有没有“维度空间”。就像人站在三维的地球上直走下去,你会发现最后又回到了起点,如果宇宙有所谓的四维空间,我到达宇宙边缘,并且穿越过去,是不是又会回到我们的宇宙或另一个同样宇宙的某一个地方。

(维度示意图)

  • 智能宇宙

有网友说:我们,包括宇宙所有的星球与天体,都是由高级智能生命所创造的程序,在此真佩服网友们的想象力,如果是这样,哪么我永远也不会走出宇宙了,试想你有没有见过那个电脑程序能跑出电脑外面,真是细思极恐。

(开动大脑来联想)

当然还有很多假设,比如有科学家提出的“平行宇宙”假设理论。其实这些假设都是没有不可辩论的,可信的证据来支持,那么也只能被称之为“假设理论”。“假设理论”可以有,但不能坐实,必须要有不可争辩的证据才能称之为“科学理论”。好了,今天的知识就分享到这,喜欢下期见。那么你感觉宇宙外面会是什么呢,期待你的留言加评论


宇宙幻想


到达宇宙边界,能把手伸出去吗?

一个看起来很有趣的话题,似乎是一个字或者两个字的回答即可完全描述这个话题,但问题的关键并不在这里,因为这个问题中包含了太多的深奥问题,我们不妨来展开下。

宇宙有边缘吗?

曾经是古希腊哲学家考虑的问题,当然中国古代也有类似的说法,比如三千大千世界,尽管都有个数量形容,但整体上来看,都是倾向于无限。随着文艺复兴时期欧洲天文观测的发展,人类的认识有地心逐渐转向日心,最后认识到太阳不过银河系中一颗小小的恒星,甚至银河系也不过是宇宙的某个角落而已。宇宙有多大?有没有边缘?

1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼在应用爱因斯坦引力场方程时假设了一个特殊状况,即将宇宙假设为各处物质都是均匀分布的,从这个上面推导出了宇宙有几种形状。

FRW度规

弗里德曼简化了引力场方程对于宇宙的描述,而且假设了一个特殊情况,即宇宙物质是均匀的,而在1927年时勒梅特在求解弗里德曼方程时提出了和弗里德曼类似的观点,即可能宇宙并不会处在这种临界的稳态,而是会在膨胀中。

FRW度规描述宇宙的三种形状

当然哈勃的观测证明了这一点,而且在1964年彭齐亚斯和R.W.威尔逊发现的微波背景辐射观测中则证明宇宙不但在膨胀中,而且各处居然还是均匀的(只有万分之一的差异),这证明了一点,宇宙各向同性而且处在不断膨胀中。另外空间趋向于无限,因为K=0时的形状时,宇宙是平坦的,空间无限大。

也就是说宇宙没有边界

假如宇宙有边界呢?我们能伸出手去吗?

又是一个超丧的话题,都说没边界了还得弄出个边界来讨论,当然这也是一个有趣的话题,从这点来看,我们必须来理解下三维空间这个概念。

在这个空间维度的概念上,我们只要理解到三维就可以了,当然能到达思维的话,更容易理解这个话题,比如一个二维平面,假如上面存在智能生物的话,我们能发现它们能伸出平面以上吗?这显然不可能!但这不容易理解这个问题,因为不存在二维生物。

以我们所在的地球距离即可,假如将二维平面蜷曲起来形成一个球面,那么它将成为有限面积但无边界的二维平面,就像曾经传说中的世界的边缘,我们是找不到的,因为尽管地球面积有限,但永远都找不到这个变,所以各位想要伸手到这个边界外的所有努力都是徒劳的。

这幅图其实做的不错,但很可惜我们的地球并不是这样,不过却仍然有部分好玩的朋友认为地球是扁平的,证明却很简单,如果认为地球是扁平的,那么请出发去找到世界的尽头吧。

世界的尽头?

我们能找到宇宙的边缘吗?假如存在的话

也许能找到,也许不能找到,很多朋友认为宇宙是高维的,这表示超出三维以上的比如四维和五维空间都是在宇宙空之内的,那么即使我们认识更高维,还是可能找不到宇宙的边缘,因为无法超脱宇宙,这是一个很丧气的话题。

假如宇宙只是高维中的一维,那么也许我们是有希望的,因为在三维看来,一个二维无边界却有限的球面边界在哪里,当然在四维来看,三维也同样存在类似的结果,即使宇宙是圆筒状,在某个方向上是无限的形状也一样(临界宇宙的一个猜想),高维是上帝视角。

当然更大的可能是维度的理解并不像我们所说,它只是一个数学游戏,那么此时,我们可能没有任何办法来了解这个边缘。


星辰大海路上的种花家


先不说有没有可能到达宇宙的边界,假设人类就是这么牛!发明了以超光速飞行的飞船在有生之年终于到达宇宙的边界,宇宙起源于大爆炸,既然是爆炸形成的按理来说就应该有边,这个时候如果把宇宙比作一个片海,而你作为大海无数分支中某条小河里的一条淡水鱼,你觉得能不能游进大海然后把你那小鱼翅膀伸出去?可能不到一秒就被翱翔在空中的海鸟或者浮在水面的捕食者带走了,对鱼来说,河以外的世界都是未知的,除非在不得已需要氧气和食物的时候鱼群会距离水面近些,其他时候它们大都会和水面保持一定的距离。

而对于我们来说,地球以外的太空同样是未知的,如果有一天我们真的拥有能够到达宇宙边界的能力,恐怕也不会把轻易手伸出去,毕竟那是一个完全未知的地方。

而且我们都知道,如果想把一些东西聚集在一起需要巨大的引力,小行星公转各星系之间经过数亿年的时间形成平衡力,各星球有不同的运转周期和轨道来避免被撞毁,这就意味着在这个巨大的宇宙团外,肯定有什么力量支撑着这些,这股力量绝对不容小觑甚至可以轻易摧毁一切。

黑洞拥有吞噬一切的引力,那么包含了黑洞的宇宙,边界必须有一股能控制"全场"的力量,水坝如果不坚会造成河水外漏无法储水,那么宇宙的边界该坚成什么样?在这样的力量下把手伸过去触碰一下,估计瞬间连渣都没了……

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最新的研究认为宇宙直径可920亿光年,甚至更大!银河系直径10万光年,光年是长度单位,用来计量光在宇宙真空中沿线传播1年时间的距离,光速每秒约为299.792.458米,1光年为9.460.730.472.580.800米。

现在最快的飞行器速度为9点8马赫,也就是11265公里每小时,一天24小时一年365天,24ⅹ365=8760小时,11265x8760=98681400公里,9460730472580.8÷98681400=95871.46年,以我们现在的速度,走1光年我们要用95871.46年,宇宙有920亿光年,可想而知,别说达到宇宙边界,出银河系的机率都小于“原子”




实验小超人


如果你有本事到达宇宙边缘,当然能够把手伸出去,就像捅破一层窗户纸一样,“噗”的一声就把手伸出去了,还可以摇一摇,向宇宙外的人们打个招呼。

这当然只是个玩笑话,这个玩笑是送给那些完全不知道宇宙为何物的同学们,以博得各位一乐。

现在所有我们看到的各种宇宙图片或者影视,都是根据宇宙理论建立的模型,这个模型完全无法真正的描述宇宙的样子,只不过让人们有个比较直观的印象罢了。

天文学界的普遍共识是宇宙寿命已经有138.2亿年了,可观测宇宙半径约465亿年。这是基于大爆炸宇宙论得出的一个临时结论。

说它是临时结论,是因为这个数据是动态的,随着探索发现的进展,很可能会不断的修正。比如2019年9月,德国科学家就利用引力透镜效应计算出新的哈勃常数为82.4(km/s)/Mpc,根据这个计算,宇宙年龄就比之前那个138亿岁缩短了24亿岁,成为114亿岁。

这样可观测宇宙也会被相应的调整,就没有那么大了。不过这个成果还没有得到广泛认可,科学界依然还是常用前面的数据。

但可观测宇宙并不能代表整个宇宙,事实上,宇宙包括的不可观测部分到底有多大,谁也不知道。

科学界认为,宇宙不可观测范围大致有两个部分,一个是过去视界。就是在大爆炸开始那一刻,一直到38万年这段时间,宇宙是没有光能够发出的,因此人类很可能永远也无法观测到。

但近年来引力波的发现,使天文学家们兴奋起来,虽然没有光,人类无法观察到过去视界,但大爆炸的引力波很可能会让这部分宇宙变得可“测”。当然,这还是后话。

另一个是未来视界。就是宇宙迄今为止仍在以超过光速若干倍的速度膨胀,这样就导致了距离我们很远的星系之光,可能永远也传不到人类的视网膜,也就是这部分宇宙我们人类永远也不可能了解。

因此,不可观测宇宙到底有多大,是超过可观测宇宙,还是小于可观测宇宙,不得而知。

大爆炸宇宙模型是天文学界广泛认同的标准宇宙模型理论。

这个理论认为,宇宙起始于一个无限小的奇点,这个奇点曲率无限大、密度无限高、热量无限高。正是这个超时空无体积的奇点,包含了创造宇宙的所有能量。现在经历了138亿年的爆炸膨胀,已经膨胀成一个巨大无比的能量球。

但不管膨胀多大,我们可以看作宇宙还是在这个奇点里,边缘就是奇点的膜,而这个“膜”实际上就是继承了奇点的无限曲率(引力),在这个无限曲率里,任何物质包括光都无法逃逸,而且是弯曲的。

这样我们人类就不但无法到达宇宙边缘,甚至连看也看不到宇宙边缘。

因为人类视力是依靠光来获得的,光都是弯曲的,人类的视野也只能随着这个弯曲的光看到一个循环的视界,而看不穿宇宙边缘,更无法到达宇宙边缘。

即便以后人类获取了宇宙的终极奥秘,破解了光速限制,也无法到达宇宙边缘。因为那里的无限曲率(引力)会在你认为走直线的过程中,实际上是在走一个封闭的曲线。

这样你很可能转了一圈,又回到原点。就像在地球表面,你永远也走不到边,更走不出地球。

因此,时空通讯认为,在人类所能认知和感受的世界里,宇宙之外还是宇宙,人类的时空没有宇宙之外,所以所谓把手伸出宇宙之外的想法只能是白日做梦。

就是这样,欢迎讨论。


时空通讯


如果宇宙真有边界,这只手至少是鬼手吧😱?

边界在于半径,与测地线循环无关

边界,强调的是径向延伸的有限尺度,不是封闭旋转的无限循环,把径向延伸说成无限循环,本来就是偷换概念,就是耍无赖。

说宇宙模型是“有界无限”的黎曼球模型,也就彻底消灭了径向延伸的可能性。这种模型,其实就是彻头彻尾的宇宙有界论。

有人执迷于“有界无限”的欲罢不能。请问,按照这个模型,自转的地球是无限系统?旋转的陀螺是无限系统?银河系是无限系统?

边界层的界定,大致有七种类型

边界层的界定,是非常复杂的。笔者认为,大致有七类不同密度的边界层。

第一类——本体壳边界,是独立实体带有固体硬壳的边界。例如,地表层、月表层、种子表、沙子表、孢子表、尘埃表、细胞壁。

第二类——电子云边界,是分子与原子的核外电子云,是电子高速运动轨迹的伪暂留,电子云有简并压的弹性范围。

第三类——夸克云边界,是裸体离子的核内夸环或核内电子云,是夸克超高速运动轨迹的伪暂留,是具有超强简并压的刚性边界。

第四类——裸电子边界,是电子纯真空的高密场介质,是介于实体与空间的最小边界层。

第五类——分子气边界,是行星外围附属的大气层,是硬边界吸附的挥发性分子与原子。

第六类——离子气边界,是恒星外围附属的等离子气。例如自由氦核(α射线)、自由质子、自由电子(β射线)。其在恒星附近表现为晕,即高温等离子层。其在行星附近表现为例如地球辐射带,主要是自由电子气与自由质子气。

第七类——场效应边界,是实体内部亚原子运动对实体外空间所激发的电磁场与引力场。场介质边界的有效尺度截止于拉格朗日平衡点。

宇宙是一个无限开放的固有系统

就全局而言,宇宙是没有边界的,如果有边界,就有宇宙之外,就只能是局部宇宙(partial universe),或可观察宇宙(visible universe)。

什么多重宇宙、平行宇宙、反物质宇宙、高维宇宙、奇宇宙、膜宇宙、球宇宙,玩玩罢了。

全局性宇宙,涉及无穷大灾难,是无法认知的。我不反对大致猜测,但这很无聊。因为,人类对自然的认知力,不能突破逻辑法则。

可观测宇宙,可根据望远镜可接收的最低频电磁波,按引力波的降频红移法则估算出来。

设电磁波来自最远类星体某黑洞,质量为600万个太阳,接收波长是0.022米(毫米波)。

根据笔者的引力波方程:

F=GMm/R²=(8Gm₀/π)·R/λ³,

其中,实验质量m=1kg,m₀是电子质量,R是外太空天体的离地距离。有如下简易计算:

R=³√(Mλ³π/8m₀)

=³√(1.2×10³⁷×0.022³×3.14÷(8×9.1×10⁻³¹))

=³√(55.1×10⁶⁰)=3.8×10³⁰米

=(3.8×10³⁰)÷(9.46×10¹⁵)

=4.0×10¹⁴光年=400万亿光年。

这是笔者估计的可观测宇宙半径的最大值,是已探测460亿光年的近1万倍。

即便是这样的局部宇宙,依然是全局宇宙的沧海一粟。况且假设的是比较敏感的毫米微波。

研究可观测宇宙,嫣然是难上加难的!

现在,我们把镜头依次大尺度放近,看看我们的微宇宙:

400万亿光年→460亿光年→326万光年

这个326万光年,就是100万秒差距,是我们的本星系团的尺度。所在银河系只有10万光年。

就遥远的星系而言,我们的银河系,相当于一个类星体。银河系有大大小小的脉冲星,最厉害的脉冲星或许是黑洞,如人马座A星。

由于脉冲星释放大量最强动能的宇宙射线与伽玛射线,对射电望远镜比较敏感。

现有的天文学测量参数表明:

地球是有本体壳边界的,太阳是有离子气边界的,这两点应该是没什么疑惑的。

银河系似乎有场效应边界。有不少数据表明银河系是一个自转的星系。例如,太阳绕银转速250千米/秒,周期是2.4亿年。

本星系团也有场效应边界?现在还说不准。据说,本星系团也是一个旋转体系。

我想有一点是可以肯定的:嵌套结构体系的层次越多,全局性的自转越弱。

最乐观的,星系团至多是一类漩涡体,再大的嵌套结构体系,概率是极低的。

换句话说,可观测宇宙,是由难以计数的星系团随机分布的,与星系团的尺度比大约是:

4000万亿÷326万=12亿光年/光年。每1光年的星系团尺度,就有12亿光年的外空间。

想一想,可观测宇宙可能统一的漩涡体系吗?如果是则违背熵增加原理。宇宙越大越混乱。

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物理新视野


中国有句古话:“跳出三界外,不在五行中”。意思是某些仙人,也为本身修炼到一定程度,可以直接跳出我们凡人生活的空间,进入到更为高层次的状态。其实,道家这番话也帮我们回答了题主的问题,生活在宇宙空间中的我们,是最为普通的凡人,我们存在于这个空间也很难超脱于这个空间。即便是我们达到了宇宙的边缘,我们仍旧无法脱离我们的宇宙,达到宇宙外面。所以,不论我们怎么伸手,我们的手都仍旧在这个空间里面。

做个比喻,假如存在二维世界,二维世界上面有二维人。为了方便,我们可以把纸面当做二维世界,那么纸面上面的画就是二维生物。那么我们可以想象一下,二维生物的身体是由二维世界的物质组成,和二维世界本身是融为一体的,那么这些二维生物即便到了纸面的边缘,它们仍然无法把手突破纸面而伸出来。除非这些二维生物活生生的把组成自己的物质从整个二维世界中分离出来,否则,想要把自己的身体从二维世界伸出来,更本不可能。

而且,纸面并不一定是平直的,他可以以球面的的形式存在。这样的话,这个二维世界在自己的维度上是没有边际的,但是有大小。所以,无论这上面的二维生物怎么走,都不可能找到边界。

类比于我们的三维世界也是这样的。我们也是三维世界的生命,我们身体里的每一个原子核分子都紧紧地“镶嵌”在我们的三维世界里面。我们即便到了宇宙的边缘,仍然不可能把组成我们的物质伸出宇宙。这种思想也可以被超弦理论印证,超弦理论认为,除了引力外,其它物质都是由开合的弦组成,这种弦的一段被紧紧的固定在三维空间之中,无法脱离。所以,引力可以自由的穿越不同维度,并作用于高维空间。但是其它物质或者力就不行,只能够存在于三维。

所以,我们注定一辈子只能够生于三维,而死于三维。


科学探秘频道


首先我们抛开那种宇宙学说的所有所谓理论和猜想。题主问我们真到了宇宙边手能不能伸出去?呵呵实在有很刨根问底的探究比十万个为什么还百万个为什么?!假设设定我就是宇宙外的人的话,这里有两种可能。如果真到了宇宙边手又能出去。那还不是真正意义的宇宙边。但真是有边那有两种可能,一种是极冷极热。伸出去的手会自动马上要收回来或者立刻被冻或热一瞬间不见。从这个意义上说也可以说是宇宙的所谓边。另一种可能是又是另一个宇宙的情形。就好像有人说的宇宙的宇宙还有肯定不止一个太阳。我们只有广义说只有一个宇宙而已。总而言之,探索精神是人类永无止境的。


黄莹21053935


宇宙是时间空间总称,宇宙没有之外,没有之后!正因为没有之外,之后,所以才有无乃有之母之说。你都到边了,那你就是宇宙。实际上你永远不可能到外。宇宙熵值无序最高状态,宇宙没有自由能。空间停止膨胀,与永恒平行,时间停止与永恒平行。生灭平行的状态,似有是无的状态。实际上宇宙空间和时间永无止尽的膨胀直行,其实是向内运动的,你能找到宇宙的边界除非你把圆周率是算尽。因为圆周长可以做是条直线,直线无限就是圆,只要是宇宙自由能运动没达到熵值无序最高状态,宇宙的膨胀永远在打太极。直线就是圆,永恒就是圆满,你伸手出去还是会在圆内运动。


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