• 首页>
  • 科学探索>
  • 惊人的旅程:从可观测宇宙到微观原子,两者竟然如此相似

惊人的旅程:从可观测宇宙到微观原子,两者竟然如此相似

2025-02-18 12:26:36阅读量:6 字体:

1990年2月14日,旅行者一号在距离地球64亿公里远的地方拍下了太阳系全家福,其中一张照片刚好把地球摄于镜内。

很难想象图中的暗淡蓝点就是人类唯一的家园,地球仅占了整张照片的0.12个像素,然而此时的旅行者一号连太阳系都还没有飞出,地球就在太空的背景中显得如此渺小。

惊人的旅程:从可观测宇宙到微观原子,两者竟然如此相似

越是深入对宇宙的了解,我们就越感到绝望,因为我们深知人类的存在是多么微不足道,那么对于整个宇宙的探索,人类什么时候才能抵达终点?

它是有限的,还是无界的?

每当问到宇宙有多大时,有人会说宇宙是无限大的。这似乎并不符合人类的逻辑,因为世间万物在人类的认知里都有始有终。事实上当我们顺着光向前追溯时,的确标记出了所谓的宇宙边界,它的直径是930亿光年左右。

但这个所谓的边界只能称为“人类的视野边界”,即人类能够观测到的最远的地方,并不是真实的宇宙边界。就像古人站在地面上向远处看,会认为地面和天边的交界是大地的边界,于是就得出了天圆地方的结论。

实际上那只是人类的目光所及罢了。

2018年,《新科学家杂志》发布了一篇意大利科学家的最新研究成果:一个巨大的超星系团,它打破了以往超星系团寿命和质量的记录,将研究成果刊登在国内时,不少媒体把它翻译成了宇宙墙,甚至说它就是宇宙的边界。


这种说法显然是错误的。早在上世纪八十年代,科学家就发现了在宇宙中有一些非常大的宇宙结构,它们的范围能够达到数十亿光年,例如史隆长城和拉尼亚凯亚超星系团。因其巨大的跨度,有些人将这些宇宙结构戏称为“great wall”。

事实上,大部分科学家都认为宇宙是有边无界的。科学家建立了几种可能的宇宙几何模型,其中有呈开放式的马鞍面型,也有呈闭合状的甜甜圈形状,假如宇宙像一个马鞍面,那么我们从地球出现,一直向前走,总有一天我们会再回到地球。

所以在这种情况下探寻宇宙的边界,就如同寻找地球的边界一样毫无意义,不过我们能够放大可观测宇宙的图像,看看能够其中发现什么。

现在这张照片,是10亿光年下的宇宙。虽然和可观测的930亿光年直径比起来还是太小了,但我们能在这里捕捉到一些清晰的图像,在这个尺度下,宇宙似乎不像我们平时从哈勃望远镜中看到的那样璀璨而拥挤。

要从这张照片中看出星点的特征显然是有些困难的,于是锁定星点最密集的地方,把图像放大到1亿光年的位置,在这里原本就密集的区域变得更为密集了,而周围黑暗的地方则浮现出了更多的星光。


不过显然在以亿光年为单位时,距离还是太远了,所以我们进一步放大图片,在1000万光年的位置观察。这时星点的数量少了很多,但它们的大小有了明显的变化,可以看到个别明亮且较大的光点。需要注意的是,这些光点并不是某颗恒星,而是一个个庞大的星系。

再继续拉近距离,在1000光年的距离下,图中的星点变得密集起来,有些拥挤的簇拥在一起。当我们继续放大到10000亿公里时,就能看到我们所处的太阳系了,10亿公里时我们看到了地球所处的轨道,定格在10万公里时,地球的全貌赫然出现在眼前。

我们并不止步于此,继续放大穿过云层,直至锁定到一个人,深入他的皮肤纹路,直达微观世界。我们看到了人体中的血管,细胞和DNA。

当我们来到1皮米的世界时,令人细思极恐的事出现了,此时的图像与10亿光年之外的图像相似度极高,假如不做标注,我们很容易把两张图混淆,似乎宏观世界和微观结构,都是出于同一套系统。

其实早在上世纪,科学家就发现了极大和极小之间的惊人共性,并提出了分形理论来解释它。

分形理论认为,客观事物具有相似的层次结构,例如拉尼亚凯亚超星系团的模样,和地球的河流以及人体的血管有高度相似性,以此类推星团和星系到天体,本质上都按相同的物理规律分布。

加利福尼亚大学的一个研究小组曾利于超级计算机模拟出了宇宙,加入其它计算后,它们发现宇宙中有一个描述大尺度时空结构因果关系的曲线图,和幂函数曲线有异曲同工之处,更令人惊讶的是,这个幂函数曲线和人类的神经网络有学者高度的相似性。

当我们带着这样的认知去观察宇宙和生活,就能发现更多类似的例子。这时宇宙的边界已经不再重要,重要的是宇宙的本质似乎又微妙了一些。


推荐阅读

  • 玛雅人的婚姻:12岁就可以结婚,一辈子结十几次婚很正常

    玛雅人的婚姻:12岁就可以结婚,一辈子结十几次婚很正常

    欧洲人可真是好玩的一群人,一方面毁了玛雅人的历史文化,另一方面又费劲巴拉的帮人家写史,到头来,还有很多后人还得对他们感恩戴德,真是莫名其妙。欧洲人和玛雅社会最早的接触应该是在1502年,也就是哥伦布发...

    阅读: 1305

  • 专家通过盗洞探查古墓,意外发现了曹操墓

    专家通过盗洞探查古墓,意外发现了曹操墓

    21世纪初河南安丰乡,高穴村的一位农民,在自家农田里意外发现了一个巨大的盗洞。当时这位农民,立刻就将这一发现反映给了乡党委的贾书记。贾书记看见盗洞以后,便意识到地下很可能有一座古墓,被盗墓贼光顾过了。...

    阅读: 2179

  • 3000年前的她到底有什么魅力,让无数考古学家着迷?

    3000年前的她到底有什么魅力,让无数考古学家着迷?

    甲骨文的专家们显然隐瞒了史实——殷商王朝实际上是共天下”,而不是王天下”,真正的主人不是商王,而是女人——确切地说,是女巫师,这...

    阅读: 3188

  • 江苏一座千年古墓,专家3次探查未果,最后与老农攀谈发现玄机

    江苏一座千年古墓,专家3次探查未果,最后与老农攀谈发现玄机

    位于我国华东沿海中部的江苏省,辖江临海、扼淮控湖,拥有着悠久的历史文化,在这片古老的土地上就曾出土过一座千年古墓,出土过程却极为艰辛,专家三次探查未果,最后与老农攀谈才发现玄机,这究竟是怎么回事呢?1...

    阅读: 1226

  • 人被医生遗忘在磁共振舱近3小时 院方回应 辞退涉事医生

    人被医生遗忘在磁共振舱近3小时 院方回应 辞退涉事医生

    在北京时间5月16日,有一名在浙江省丽水市居住的小倾向记者进行了反应,小倾讲述自己在4月22日的时候来到丽水的医院做检查,在进行核磁共振过程时检查完毕,医生忘记了自己还在磁共振舱内,自己在磁共振舱内总...

    阅读: 3336

  • 幼儿断手指的哥闯红灯跑赢12分钟 为热心的哥点赞

    幼儿断手指的哥闯红灯跑赢12分钟 为热心的哥点赞

    近日,在山东省的济宁市,有一名出租车司机做出了一件令无数网友所感动的事情,在当时有一名三岁左右的小朋友,手指收到了极其严重的损伤,需要快速前往医院进行医治,孩子的母亲非常的着急,而且如果不及时就医的话...

    阅读: 1839

  • 患癌母亲在儿子高考前告知病情 被批这种做法太残忍

    患癌母亲在儿子高考前告知病情 被批这种做法太残忍

    说起高考,相信每个人,都会说高考是非常重要的一件事情,针对人生来讲,高考是一个非常重要的转折点,每当迎来高考之际,学校便会对高三学生进行誓师大会,这一举动也是为了可以进一步激励学生对于学习的斗志,也让...

    阅读: 552

  • 携手共建中国—中亚命运共同体病 一带一路取得丰硕成果

    携手共建中国—中亚命运共同体病 一带一路取得丰硕成果

    中国中亚峰会目前正在有序的进行之中,在北京时间的5月18日到5月19日期间,我国元首以及中亚五国的元首将会在西安进行第1次正式会晤,这一次重要的会晤,不仅将会成为我国和中亚其他国家进行外交时极其重要的...

    阅读: 3290

  • 浙江多地海边现蓝眼泪奇观 为拍照深夜堵路上

    浙江多地海边现蓝眼泪奇观 为拍照深夜堵路上

    近期,在我国浙江省的北麂岛以及宁波市象山县渔山列岛等多个地区纷纷出现了极其罕见的蓝眼泪现象,有观看到这一现象的网名更是将自己所拍的照片纷纷在自己的社交平台上进行了分享,很多看到这一照片的网友纷纷表示,...

    阅读: 1312

  • 古罗马女奴隶  虽被尊卑观念和女神文化庇护  却难免受虐之命

    古罗马女奴隶 虽被尊卑观念和女神文化庇护 却难免受虐之命

    无论是古代的中国还是古罗马帝国,都曾存在这种黑暗的制度。在古罗马帝国,随着其野心勃勃的征战与扩张,奴隶数量庞大,奴隶制度达到顶峰,但对奴隶来说,他们的命运是凄惨的。当奴隶们被从被征服的土地抓到罗马时,...

    阅读: 372

热门文章