作业帮宇宙有限无界吗?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/08/12 04:35:03
宇宙有限无界吗?
宇宙有限无界吗?
宇宙有限无界吗?
美国数学家杰弗里·威克斯的最新宇宙模型令科学界震惊：一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫；宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身.
根据美国国家航空航天局2001年发射升空的WMAP宇宙微波背景辐射探测器获得的资料,威克斯推断,宇宙其实是有限的,相对说来其实并不大,大约只有70亿光年宽度,形状 为五边形组成的12面体,有如足球.人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展.《新科学家》杂志报道了威克斯的推断.
WMAP探测器用于探查宇宙大爆炸“大火”遗留下来的热量痕迹——弥漫于整个宇宙的微波背景辐射,此种“余热”温度很低,约在绝对零度以上3度.虽然宇宙微波背景辐射弥漫于整个宇宙,但并不是到处完全均匀,而是有一些波动,如同大海总在波浪起伏一样,形成一圈圈微波背景辐射“涟漪”.探测这些“涟漪”的大小和强度,可推定宇宙早期的情况,也可以推定现今宇宙有多大.
如果宇宙是无限的,那么就会有各种大小的宇宙微波背景辐射“涟漪”.而WMAP观察到了较小规模的微波背景辐射“涟漪”,这和无限宇宙理论推测的几乎一致,但是大尺度范围的“涟漪”却没能观察到.在大尺度上,微波背景辐射“涟漪”似乎被“抹平”了.这一点意味着：宇宙可能是有限的.其道理就像在澡盆中掀不起巨浪一样,在一个有限的宇宙中也不会有无边的“涟漪”.而威克斯的比喻是：“正像一口钟的震动不会比这口钟本身还大一样,宇宙中的任何波动也不会比宇宙本身还大.”
威克斯及其合作者认为,根据WMAP获得的观察资料看,宇宙不仅是有限的,而且相对较小,直径不过70亿光年,并具有一种奇特的性质,即能够把自身反射回去.尽管宇宙是有限的,但它没有具备任何性质的边界.如果一艘太空船像光一样笔直前行,最终它将回到出发点,就像环绕地球航行一样,没有任何一个点标志着你在哪里“重返”.
由于这种奇异效应,从一个星系发出的光将沿着两条不同的路径抵达地球,在地球上的观察者看来,同一个星系将出现在天空中的两个不同地方,而误认为是两个不同的星系,具有不同的年龄.这就如同一个镜子迷宫,其中每一样事物都会有许多镜像.但是,要确认两个在不同地方的星系影像其实是同一个星系却比登天还难,威克斯说：“这就像是要在数十亿拥挤的人群中认出从正面看是50岁的样子、从头顶俯视则是7岁模样的两个人影是同一个人一样.”
威克斯用12个完全相同的五边形组成的、像足球一样的12面球体来描述这样的宇宙.他认为,这是对WMAP观测资料的最好解释.用计算机模拟,这种模型能在不附加任何条件的情况下产生和WMAP所观测到的宇宙微波背景辐射“涟漪”一样的图样.威克斯说：“它和WMAP获得的资料惊人地契合.我都不敢相信,结果比我想像的还要好.”
威克斯认为,由于宇宙存在“返转”效应,我们观察到的宇宙其实是一种幻觉,这个12面体在无休无止地重复映现它自身,如果你从其中一个五边形中走“出去”,你将从其另一面重新回到同一个地方,并一再观察到同样的天空、同样的星系.