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万亿倍太阳质量)。
因宇宙膨胀,它们如今距我们已达约
330
亿光年,且加速退行。
可观测宇宙的观测现象与范围变化
可观测宇宙虽名为“可观测”
,但我们实际看到的多是其过去的面貌,从某种意义上说,它像一台巨型留影机。
宇宙膨胀引发的超光速现象并非真实的物质运动超光速,而是光传播路径被拉伸所致的视觉效果。
高红移天体正以超光速远离,我们所见的古老星系是其早期模样,其当下状态已超出我们的观测视野。
可观测宇宙之外的区域与我们已观测部分有相似性,边界附近天体发出的光子未来可能抵达地球。
其半径每年扩大
1
光年,但随着光波被拉长,星系影像会越发红移、暗淡,甚至消失。
韦伯望远镜拍摄的可观测宇宙空域在浩瀚宇宙中微不足道,却也包含数千星系,整个可观测宇宙预计约有两万亿个星系。
宇宙的形状与有限无限之辨
爱因斯坦广义相对论指出宇宙可能呈马鞍形(类似封闭的甜甜圈,有界无边)、平面(如无垠的纸张,无界无边)或球形(不断膨胀的巨大球体,有界无边)。
经多年观测,宇宙曲率趋近于零,近乎平面,这暗示宇宙可能无限,但也可能几何形状复杂且有限,目前天文学界尚未能定论。
科学家对宇宙之外的猜想:平行宇宙理论
科学家对宇宙之外的推测基于严谨理论与计算,与普通想象大相径庭。
麻省理工学院的马克思·泰马克在
2003
年的平行宇宙专文中,将其分为四类:
第一层,若宇宙无限,会存在无数直径
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亿光年的圆球宇宙,它们遵循相同物理规则。
基于数学原理,在无穷空间中必然有与我们相同的宇宙及无数个“自己”
。
若要抵达这些宇宙,需突破遥远距离限制,超光速的曲速引擎和虫洞是目前理论上的可能途径。
第二层是后爆炸泡沫平行宇宙,类似虚无空间中的肥皂泡,源于永恒爆炸理论。
无数宇宙存在于体宇宙(多维空间),第一层平行宇宙嵌套其中且维度有别。
宇宙微波背景辐射研究发现宇宙间可能有重叠摩擦,已探测到四个相关图案,表明我们的宇宙可能诞生于泡泡碰撞,其他泡泡宇宙物理规律或许迥异。
第三层基于量子力学多世界解释,所有宇宙物理规律相同,但以时间为分割线。
在量子世界里,每次选择都会使宇宙分裂,产生不同走向。
此层平行宇宙涵盖了前两层,且都遵循观察者定律。
第四层为中级集合或数学平行宇宙,不同数学系统对应不同物理现实,从而衍生出各异的前三层平行宇宙,仿佛宇宙是计算机程序,而掌控者身份成谜。
量子多世界诠释:生死与平行现实的奇幻纠葛
在我们的生活经历中,或许都曾有过与死神擦肩而过的惊险瞬间。
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