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宇宙是一个什么形状,人类是没有办法直观测到的。这是因为我们身处于宇宙之中,有一句话说:不识庐山真面目,只缘身在此山中。就是说的这样一种状态。
不仅宇宙如此,甚至连银河系的全貌也是想象画出来的,它的参照物就是距离银河系300万光年之遥的仙女座大星云。
人类的视角实际上是被银河系的银盘挡住了,因为太阳系就坐落在银盘上。
一个圆周是360度,一角度是60角分,一角分是60角秒。视力极佳的人,肉眼的分辨率大概是20角秒。根据三角函数公式,肉眼看清银河系全貌的距离,等于银河系的半径乘以tan(20角秒),等于0.00097倍银河半径。
看清银河系全貌需要垂直(一定要垂直)飞离银河系银盘的距离也不一样。如果银河系的半径是5万光年,我们只要垂直飞出银河系银盘48.5光年就可以看清。
同样我们对宇宙的结构、大小和规模也是含有大量推测的成分。
1929年,美国天文学家哈勃发现了一种特殊的现象,他用望远镜观察宇宙中的遥远星系的时候,发现这些星系都在与地球连线的直线上做远离地球的运动,这被称为星系的退行。
而且退行的速度只和与地球的距离有关,和方向无关。这个退行速度是每326万光年的尺度70公里每秒。
这被称为哈勃常数。
2009年5月14号,欧洲航天局(ESA)发射了普朗克卫星,上面搭载着一个望远镜和两台无线电观测设备。
普朗克卫星的主要任务是探测宇宙微波背景辐射,以前所未有的精度来测量宇宙微波背景辐射中的微小波动,提供宇宙早期的清晰图像。
根据普朗克卫星的观测,ESA认为宇宙是一个完美的封闭的球形。
结合哈勃观测到的行星退行现象,可以认为目前宇宙是一个正在扩张中的三维超球体。
但是三维的超球体必须附着在四维的形体上,就如地表的二维球面必须附着在地球这个实体球上才会存在一样。
所以,肯定存在一种更高的维度,也比我们观测到的宇宙更大的结构。
我们经常会问:从时间尺度上来讲,宇宙只有138亿年,就在138亿年之前,又是什么呢?
有科学家认为,宇宙无始无终,始终在轮回,我们只观测到了本宇宙的一个片段。
天下霸唱的小说《鬼吹灯》里面讲到一个悬魂梯的概念。
但是实际上,悬魂梯并不是这个小说里发明的。发明悬魂梯的是一个非常有名气的科学家,而且他刚刚获得了2020年的诺贝尔奖,他的名字叫做罗杰.彭罗斯。
●罗杰·彭罗斯 ,2020年诺贝尔奖得主,(Roger Penrose,1931年8月8日-),英国数学物理学家。
悬魂梯又叫做彭罗斯阶梯,在真实的世界里面悬魂梯是不存在的。
因为我们这个世界是三维的,悬魂梯必须在更高的维度存在。悬魂梯的形象只能出现在画家的笔下。
●这是剑桥大学三一学院里面的一个悬魂梯的展示图,只有从一个特定的角度才能看到它制造无限循环的效果。
所有在平面图画中画出来的无穷循环,都是利用了透视效果来达到的。
透视,就是一种从高维度向二维平面的投影。
当然,罗杰.彭罗斯的主要研究领域并不是悬魂梯,他和霍金是一对组合。就是他们两个的组合,把黑洞的秘密完全展示给了人类。
彭罗斯独创了一个学说,叫做共形轮回宇宙学说Conformal Cyclic Cosmology。
共形轮回宇宙学说核心思想:宇宙在永远轮回,一个宇宙的终点是另外一个宇宙的起点。
很多个宇宙相互联结,构成了一个类似于悬魂梯那样的结构。
因为宇宙是三维结构,所以从这个意义上来说,存在一个更广大的宇宙,一个轮回的宇宙,而本宇宙是那个宇宙的投影。
用霍金的话来说,宇宙是一个难以想象的形状。
我们知道轮回这种概念,其实在千年前就有,尤其是在藏传佛教里,转世轮回占有很重要的地位。
轮回的特点,有些东西可以穿越,有些东西不能穿越。
传统意义上的轮回,就是指灵魂可以穿越,但是肉体留下。
我们知道万物都是由基本粒子构成的,包括我们的肉体,而基本粒子又分成两大类:自旋为半整数的费米子和自旋为整数的玻色子。
共形轮回宇宙学说认为在我们这个宇宙中,玻色子是可以穿越不同宇宙之间构成的边界。
光子就是一种玻色子,所以按照彭罗斯的观点,光可以穿越宇宙进行轮回。这种穿越会在宇宙微波背景辐射上留下一些同心圆的结构。
现在科学家已经在微波背景辐射上发现了这样的结构。
如果我们认为人类的灵魂是由某种玻色子构成的话,那生命轮回也有可能。
彭罗斯阶梯、共形轮回宇宙以及生命的轮回,在核心思想上是相通的。
那么我们在现宇宙中,为什么没有办法体验到这种轮回呢?可能的解释就是,轮回只在更高维度发生,而现实世界只是高维世界的投影。
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