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无法破解的五个宇宙之谜?最后一个,如果细想可能会害怕!

宇宙的神秘在人类的探索下,可谓是越来越难以理解了。原本人类为…

宇宙的神秘在人类的探索下,可谓是越来越难以理解了。原本人类为了更好地了解这个世界,认识我们存在的宇宙。却总是在进一步探索的时候发现更多宇宙的奥秘。

 

03a927adbde0d3012c9979330af0dfd2广阔的宇宙

 

从人类开始探索宇宙至今,其中有五个宇宙之谜,人类一直无法破解。每一个都让科学家们绞尽脑汁也无法得到答案,而其中最后一个宇宙之谜,甚至让不少人在细想之后都可能会害怕!

 

 

究竟是哪五个宇宙之谜呢?我们一起来探索一番。

 

f7246b600c3387440abcbeb892c4dbf3d52aa0cb.jpeg@f_auto“来一起来探索宇宙!”

 

诡异的量子力学

 

 

量子力学有多诡异,相信现在有很多人听到量子力学时都是一脸懵逼。因为就算是科学家也没有真正认识到量子力学。就拿量子力学大师费曼的话来说,量子力学就是造物主的终极秘密,没有人懂量子力学。

 

e7cd7b899e510fb3af29c2d81df8ca9fd0430ca6.png@f_auto量子力学

 

如果你要在这里说你懂量子力学,那肯定不是真的。如果你在听了关于量子力学的讲解后,觉得很混乱,那你可能也就打开了,了解量子力学的大门。

 

 

如果说宏观世界是1+1=2,那在量子世界就是2=1+1。

 

83025aafa40f4bfb7ae80f27c8847afaf63618da.png@f_auto量子力学的奥秘

 

  • 关于光是什么

 

 

量子力学的源头实际上是科学家在研究“光”是什么时,而慢慢被引发出来的一个关于粒子运动规律的理论。

 

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当时关于“光是粒子”还是“光是波”,两派科学家进行了激烈的争论。主张光是粒子的主要有牛顿、爱因斯坦等,而主张光由波组成的则有赫兹、麦克斯韦等。后来在争论不休的情况下,科学家们齐聚一堂决定用实验来证明自己的观点。

 

4afbfbedab64034f7ad6db306a087b3b0b551dc5.png@f_auto双缝干涉实验

 

于是科学家就进行了一个双缝干涉实验,来验证光到底是什么。这个实验就是利用一个发射光子的机枪,对着两道缝隙进行扫射,然后观察光子穿过缝隙后在墙面上留下的痕迹。

 

 

如果在墙面上显示的是两道杠,那么说明光由粒子组成。如果在墙面上显示的是一条条斑马纹,那么说明光由波组成。结果在第一次实验中,科学家们看到的是斑马纹,这就说明光是由波组成。

 

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但是粒派科学家显然不同意这个说法,提出光子应该是一颗颗发射出去,实验应该重新来一遍,于是就有了第二次实验。结果这次实验结果仍然显示的是斑马纹。原本波派的科学家应该很高兴得到这个结论,但事实上这又产生了新的问题。

 

 

因为当光穿过缝隙时,应该只会通过其中一个,也就是说一个光子应该不能形成干涉,难道是光在穿过缝隙前分裂成了两个吗?

 

b18870b642e5b1634b2fe86212792c29“神奇的光束”

 

结果科学家们又开始了第三次实验,这次分别在左右两边的缝隙装上了摄像机,结果发现,在摄像机中,光确实是只通过了一个缝隙。

 

 

这时候科学家们发现,如果从摄像机中看,那么墙面就会形成两道杠,也就是说,光由粒子组成。如果不用摄像机看,那么墙面就会显示条纹,也就是光由波组成。

 

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于是科学家们将这个现象称为量子擦除也就是说,当你得知量子路径时,它就不会产生干涉条纹,当你不知道量子路径时,它就会产生干涉条纹。

 

 

爱因斯坦认为,或许存在一个隐藏的变量,只是我们还没有发现它。但到底这个变量是否存在我们也不得而知。

 

e850352ac65c103838cad47d77da9119b17e892a.png@f_auto在双缝实验里,光子被探测到的相对频率曲线图

 

人类对量子力学苦苦追寻了百年,都没有探索出能令人说服的解释,但科学家们仍然没有放弃,他们依然在量子世界中不断追寻可能的答案。

 

 

找不到的引力子

 

 

万有引力定律早已被大家熟知,牛顿在300多年前就发现了这一定律。根据这个定律科学家们成功地解释了行星的运动、潮汐的形成以及月球的运动等等。如今我们在探索宇宙时,需要计算的人造卫星、宇宙飞船等航天器的轨道,仍旧离不开万有引力定律。

 

8644ebf81a4c510fd5b8be14b6922727d52aa591.png@f_auto潮汐的形成

 

我们根据这个定律本身,可以知道不论两个物体相距多远,它们之间都会产生万有引力。当我们探索两个物质之间传导的速度时,发现竟然比光还要快。那么这种力究竟是由什么传递的呢?

 

 

科学家对此做出了很多假设和猜测。量子理论在很多方面都可以用来解释其他现象,比如电磁学就可以用光子的量化来解释,这里用到的就是量子电动力学。而宇宙中的其他作用力,比如弱核力和强核力都可以用量子理论来解释。

 

f11f3a292df5e0fefe7ed87497ab36a25fdf72b2.png@f_auto电磁学

 

那么重力呢?是不是也存在着一种引力理论,可以将其发展为量子引力理论呢?1913年,爱因斯坦就针对这个问题提出了万有引力场论。

 

 

他认为在所有的物体周围都存在一个引力场,这个引力场存在于一个弯曲的时空中,并且通过引力波传播,而引力波则通过引力子使两个物体相互吸引。

 

dedab0cb2ff6fa45c065f7b0ea382b6c引力波

 

那么是否存在这个引力子呢?科学家们一直在宇宙中寻找着它的存在。在1974年-1978年底,科学家们利用天文望远镜对距离地球15000光年的射电脉冲双星观测,期间证实了引力子的存在。

 

 

尽管已经捕捉到宇宙中传来的引力波“涟漪”,但科学家们仍然没有找到引力子的踪影。

 

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如果某一天,真的观测到了引力子,那么也将开辟出一个新的局面。科学家们对引力子的运用尤其期待,如果可以将引力子运用到通讯上,说不定就有机会与真正的外星人取得联系。

 

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物理极限:普朗克尺度

 

 

目前人类能够精准测量的最小尺度,便是普朗克尺度(1.616229×10^-35米和5.39116×10^-44秒)。

 

 

之所以会存在这个物理极限,也是因为量子力学。根据不确定性原理,长度越短,说明位置就越确定,而速度就越不确定。而时间越短,则表示能量越不确定。在能量越不确定,速度也越不确定的情况下,能量的平均值也就越高。

 

908fa0ec08fa513d41805d70f9a657f1b3fbd94f.jpeg@f_auto黑洞结构

 

而这个非常大的能量值局限在一个十分狭小的空间中,如此能量密度就会超过一个临界值,于是在这个极小的空间中就会形成一个超级小的黑洞而这个黑洞的视界线大小就是普朗克尺度的大小。

 

 

因为这个黑洞实在太小,因此人类无法从中获取信息。而在一定程度上,这个黑洞就是可能存在的最小的黑洞,而再小于这个尺度的物体,我们也没有办法再进行探测和研究。

 

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也就是说,我们对于宇宙的认知和对微观世界的认知都被量子力学锁死了。其实并不是说宇宙中不存在比普朗克尺度还小的东西,只是在量子力学和不确定性原理下,在我们可感知到的世界里,我们无法察觉到它们的存在。

 

 

而科学家们目前同样没有突破普朗克尺度,找到更小的物质存在。

 

4405f6715e27cb73b823cfa917a897c4浩瀚的宇宙

 

宇宙诞生之谜

 

 

宇宙的起源是一个极其复杂的问题,我们现存的宇宙是一个物质世界,每天都在不断地运动、变化和发展中。千百年来,科学家一直在探索宇宙的起源。宇宙是什么时候、又是通过什么方式形成的。

 

 

关于宇宙的诞生,科学家们已经有了很多相关的假说与猜想。直到今天,很多科学家都认为,我们的宇宙形成于137亿年前的一次大爆炸。在那个超越了时间和空间的地方,有一个密度极大的奇点,以超越光速的速度膨胀爆发,形成了宇宙万物。

 

4b90f603738da977fa46c4827b9afa138718e300.png@f_auto宇宙大爆炸

 

在这个奇点中,包含了宇宙中所有的物质和能量,这个物质与能量不断聚集收缩,直至形成一个体积巨小、温度巨高、中密度巨大的奇点。而这个奇点在爆炸时又将所有的物质四散出去,接着宇宙便开始以超越光速的速度膨胀。

 

 

直到今天,宇宙经历了一百多亿年的反应,形成了现在的星系、恒星、行星以及生命。科学家将这些大爆炸产生的反应原理称为量子物理。

 

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但是在这个奇点之前有其他宇宙存在吗?如果没有别的宇宙,那么这个奇点又是如何存在的呢?我们处在的宇宙似乎也在不断地膨胀,那么它也会在经历膨胀-坍缩-再膨胀-再坍缩…的无限循环过程中吗?

 

 

面对这些问题,科学家们似乎有些束手无策,直至今天,科学家们也没有确切的证据可以来证明宇宙就是这样诞生的。而未来人类也会带着这个问题一直探索下去。

 

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细思恐极:意识的本质

 

 

意识从何而来,为什么同样由原子构成的无机物没有意识,而由原子构成的生物体就存在意识呢?物理学家玻尔曾说过,世界由人的意识决定。

 

 

在二十世纪时,科学家们几乎闭口不谈意识,因为他们认为,神学与科学相互对立,而意识普遍存在于神学中,因此意识也就与科学相对立。

 

4610b912c8fcc3cef613325b578ed482d63f20d8.png@f_auto原子

 

然而随着科学家的不断探索,却发现,意识或许是更为深奥的科学。我们在前文提到过了量子力学中有过一次双缝干涉实验,在第三次实验中,观测者的存在似乎影响了光子的路径。

 

 

当摄像头打开时,光子便以粒子的状态运动,当摄像头关闭时,光子又以波的状态运动。难道光子能够意识到是否被观测吗?而量子力学中还有一位著名的学者薛定谔,在没有人干涉的情况下,它的猫处于“又生又死”的状态。它最终的命运决定于开箱子的那一瞬间。

 

242dd42a2834349bd347e5f50d2117c437d3be57.png@f_auto薛定谔的猫

 

在我们现存的世界中,我们知道人的意识处于最高级状态,而猫狗这类动物的意识又较之人类要弱,昆虫则相比猫狗更弱,最后便是最简单的生物形态。意识似乎随着生物的简繁而变化,如果意识存在于宇宙万物,那么像电子、粒子这些更为微小的物质是否也存在一定的意识?

 

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对于意识的本质,科学家到现在也没有合适的解释能来解答。甚至有些科学家们认为,我们现存的世界还只仅限于物质层面,除此之外还存在一个更大宽广的量子世界。而人死后,释放出来的量子信息又回归到量子场中。

 

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或许从某种意义上来讲,我们的意识是不朽的存在。宇宙中的未解之谜其实还有很多,而这五个宇宙之谜则是目前人类最为关注的问题。不管是量子力学还是意识本质的问题,未来还需要科学家竭尽全力继续探索。

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