查理史什么是空间?维度?宇宙有多大?宇宙地址?(宇宙四)
每当夜幕降临,我们仰望星空时,时常会感叹,宇宙的浩瀚无穷。
那么,浩瀚无穷的宇宙到底有多大呢?有边界吗?是球形的还是正方形的?还是椭圆形的?这就要提到空间的概念,什么是空间?
我将从5个方面进行论述。
1、空间的本质是什么?一个永存的容器?
2、空间的多维度,从低到高无法超越
3、空间的范围,无穷大无穷小
4、空间的形状,球形还是平面?
5、空间在生活中的场景
上期我们讲到时间,如果说时间开始于宇宙大爆炸,探究爆炸之前则毫无意义,然而对于空间来讲。是不是也是如此?
1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特,首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃,根据假说提出星系的红移量与星系间的距离,成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。那么,一个正在膨胀的宇宙往后倒流、收缩,越来越小。最终被压缩在无穷小的体积里,空间和时间并无区别,这就是奇点。
也可以假设为万物起源于奇点大爆炸,爆炸之后才形成了我们现在的宇宙,有了时间,空间。物质和能量。
关于这个宇宙大爆炸假说,后面我们有时间再讲。
我们现在都知道。构成空间的四个要素是,点、线、面、体。
让我们先从一个点开始,而这个点没有大小、没有维度。它只是被想象出来的、作为标志一个位置的点。它什么也没有,空间、时间通通不存在,这就是零维度。假设奇点就是这个点,正好解释了上面提到的,为什么毫无意义的问题。
那么,什么是维度?
对于这样一个基本的问题,你或许会认为答案也会很简单。但遗憾的是,事实并非如此。定义维度是一件非常棘手的事。
一个最直观、也最古老的描述是:一个系统拥有的维数,是一个物体在这个系统中可以运动的独立方向。向上和向下只能算作一个维度,因为向上和向下就像是同一枚硬币的两面。同样的对应存在于前后、左右之间,但不能交叉存在于向上和向右、向下和向后之间。因此,古希腊的几何学家意识到,我们生活在一个三维世界中。这是一个舒适、易懂、完整的世界。
到目前为止,一切都算简单,但再往后事情就变得越来越复杂。
理解了零维之后我们开始一维空间。已经存在了一个点,我们再画一个点。两点之间连一条线。线由很多个点组成,这样一维空间诞生了!我们创造了空间!一维空间只有长度,没有宽度和深度。这是一个你只能沿着一条线前进或后退的世界,无论是眼前还是身后,你能看到的都只有一个点。这就是1维空间
二维空间里的物体有宽度和长度,但是没有深度。面由很多条线组成。,你可以试一试,在纸上画一个长方形,长方形内部就是一个二维空间。比如在纸上的一幅平面画,一张平面图纸。
三维空间有长度、宽度与高度。由很多个面组成。比如,皮球,箱子,椅子,桌子,手机,人体,地球。这个也很好理解。
四维是在三维的基础上加上时间,我们可以把自身理解成一个点,时间理解成一条线,你沿着时间线从小到大从生到死,只能顺序前进,不能停止和后退,想象一下,左边有一个1分钟之前的我,右边则是现在我,将这两个我看成两个点,穿过他们连线,它就是四维空间里的线。四维空间出现了。那么在现实当中我们可以看到过去和未来的我么?不能!因为我们是三维生物,活在三维空间中。
你们还可以么?我只能理解到4维了。感兴趣的小伙伴,自己去五维到10维空间吧。
我们属于三维空间,可以看见低纬度并能对其修改创造及毁灭。低维度生物不能意识到高维度空间发生的事情。我们从出生到现在,都感觉自己在同一个空间里。假如我们是四维空间生物,我们就可以看到过去、现在、将来各个时段的我们自己,也许就能时间穿越,去往过去和未来。同时还能创造我们自己。对我们自己进行更深层次的修改。当然,毁灭我们自己也变得更加简单。
由此可见,空间的本质是一种存在,但不是物质,它相当于一个容纳宇宙的容器。如果不先存在空间,宇宙就没有容身之所,因而也无法奇点大爆炸,创造世界和生命,即使存在物质的种子,又在何处安放?
空间只是一种虚空,没有来源,没有起始,当然也没有终结。无论是大爆炸之前,还是大爆炸之后,空间都摆在那里,静待物质之花盛开。
至此,我们论述了关于空间的前两个方面,空间的本质是什么和空间是有维度的。
接下来论述,空间的范围。
大家知道地球在宇宙中的地址是什么吗?
是本宇宙,拉尼亚凯亚超星系团,室女座星系团,本星系群,银河系,猎户臂,太阳系,第三行星地球,这就是我们地球在宇宙中的地址。这时在后面加上自己在地球上的地址,就是自己在宇宙中的地址。从这个地址就可以看出我们的宇宙有多大。在这里就不详细说了。像拉尼亚凯亚超星系团这样的超星系团在我们可见的宇宙大约有1000万个,我们可见宇宙的直径为930亿光年,1000万个超星系团都分布在这个范围内。我们目前认为宇宙的产生于一场大爆炸之中,并且找到了类似于宇宙背景辐射这样有力的证据,也是根据宇宙大爆炸模型我们推算出宇宙的半径。按照宇宙大爆炸的模型,在爆炸之后最外层在不断的扩张,这个最外层根据计算就在465亿光年的地方。我们虽然没有看到465亿光年之外的东西,但是他在138亿光年的位置留下了一道残影,这个残影也就是我们捕捉到的宇宙背景辐射。
其实在465亿光年的地方是否的宇宙的边界吗,按照目前的理论觉得很有可能也不是边界,真的到了465亿光年的地方会发现还有一个465亿光年的边界,但是宇宙又不是一个球形,NASA利用三角形内角和180度的这个原理测了一下100亿光年内是平坦的,没有曲率,所以宇宙应该不是一个球而是一个无限延展的平面。
可观测宇宙的半径是465亿光年,这是经过计算出来的,我们并没有看到那么远,目前我们人为宇宙的年龄为138亿年,所以我们最多也就只能看到138亿光年之外的东西。
以我们目前的科技来说,我们能达到最快的速度就是光速,如果未来我们真的造出了光速飞船,即使不考虑我们人的寿命,我们也永远无法飞出本星系团,我们有机会能到仙女星系,因为就250万光年,虽然已经很遥远的事情了,但是依然有可能能到,再往外就没办法,因为宇宙在膨胀,而且是高过光速几倍的速度在膨胀,所以我们永远没办法追上。
宇宙膨胀让我们永远无法离开超星系团,也让所有的星系离我们而去,最后都会超过光速离开我们,他们最终都会在夜空之中消失,到时候夜空中最多就只能看到银河系当中的星了。
我们离不开自己的本星系也不是说不可能,只是我们已经太晚起步了,在60亿年前,宇宙膨胀突然加速,如果在60亿年前,也许还有机会离开,追赶上宇宙的速度。
宇宙很大,对于宇宙的空间来说,星球特别的小,个数虽然很多,但是空间太大,而且大部分空间都是空的,我们的星系就像一个巨大空间里面的灰尘一样,我们看不见他们,只能偶尔拿光照一下,反光了一下,才能看到一个一个星系。
宇宙如此如此之大。我们如此渺小。
我国汉语中的空间二字,空即是无物的意思,但此空还必须可容物,无物并可容纳物的空是空间的基本要素;间可以理解为间隔与界线,是对空的限制与限定,两个字组合,即是空与间两种事物的组合,成为具有实际意义的,具有人能感知的空间,即:空间是不包括任何物体的,有特定界线的范围。例如,花瓶的瓶壁与其内部的空,组合为花瓶空间;以墙体为间,可限定建筑空间;以无穷大为间有自然的宇宙空间。老子是这样注释空间的:埏埴以为器,当其无有器之用。凿户牖以为室,当其无有室之用。是故有则以为利,无则以为用。
空间从物理意义方面分析,空间是有特定界线的范围。一个矩形空间,是由其六个面限定的一个矩形范围;一个球体界面,限定一个球体空间。一棵草限定并占有了其本身范围的空间,草本身既为空也为间,两棵草限定了两棵草之间的空间,而此草只为间;广阔的草地限定了一片草原的空间,在此,间为所有的草,也可以是草地的边缘;一粒砂占据了一粒砂的空间,一堆砂占据了一堆砂的空间,连绵的沙丘限定了一片沙漠的空间;山脉占有山脉的空间,并限定了海洋的空间;地球占有地球本身的空间,并为世间万物提供了生存的空间。空间的物理意义决定,空间不单指空,还包括间,即空与间组合为空间。所以,一切物体都有空间的属性,陶器、青铜器是空间,玉器是器物,也可以是空间;建筑、道路是城市设施,也是空间;列车是工具,也是空间;地球既是物体,也是空间;森林既是林木,也是空间。于是乎,一切既是一切,也是空间。
空间在生活当中的场景。
宇宙中物质实体之外的部分称为空间
航天术语:外层空间简称空间、外空或太空。
数学上:空间是指一种具有特殊性质及一些额外结构的集合
互联网上:指盛放文件或者日志的地方
电脑上的磁盘空间
手机上的内存空间。生活中的房间。个人的私人空间,公共场所的公共空间。
在这个无穷无尽宇宙之中,有着非常多的奥秘等着我们去发现和探究,也许我们穷极一生也无法明白宇宙到底是什么,也许有一天我们会突然领悟到宇宙的真理,但是那天在哪我们现在还不知道。我们现在能做的就是努力、以及等待,也希望这一天能够早点到来。但是如果真的有一天我们明白了宇宙的真理,那么世界将会是什么样的呢,我们还要追求什么呢?
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