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12个月10
宇宙的构造,当前人类科学的极限观测
我们感知世界需要五感。
即视、听、嗅、味、触觉。
在一栋楼中,一个人在楼上靠五感,是无法知道楼下的事情,光线不能穿透楼层,所以我们不能看到楼上楼下,但是并不意味着楼上楼下的空间和物质不存在。我们能感知的物质就是物质,感知不到的就是暗物质。本层楼就是物质,楼上楼下的其他楼层和楼外就是暗物质。
任何生物感知世界都需要感觉,感觉的范围也就是他的可知世界的大小范围。
光速快于其他五感感知的媒介速度,所以视觉的世界范围最大,我们对世界和宇宙的认识就是视觉范围。科学的发达,我们可以使用工具,通过将其他频段的肉眼不可见光转化为可见光范围的视觉表达就可以看到超出视觉能力的更大的范围,但是光的频段特别长,高频的紫外线和低频的红外线都属于不可见光范围,可见范围及其狭窄。
通过物理计算可以得出宇宙暗物质的总质量是普通物质的6倍,在宇宙能量密度中占了1/4
大约65年前,第一次发现了宇宙暗物质存在的证据。当时,弗里兹·扎维奇(Fritz Zwicky)发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系,之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管对宇宙暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的宇宙暗物质,已被广为接受了。
在引入宇宙暴涨理论之后,许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的,而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。与此同时,宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙,其中能量密度都以物质的形式出现,包括4%的普通物质和96%的宇宙暗物质。但事实上,观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差,但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值,而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时,暗能量出现了。暗能量和宇宙暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲,它们的组成是完全不同的。更重要的是,像普通的物质一样,宇宙暗物质是引力自吸引的,而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的,并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以,在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此,暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后,两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现,宇宙正在加速膨胀。由此,暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotrope Probe,WMAP)的观测也独立的证实了暗能量的存在,并且使它成为了标准模型的一部分。
暗能量同时也改变了我们对宇宙暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论,在一个仅含有物质的宇宙中,物质密度决定了宇宙的几何,以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话,情况就完全不同了。首先,总能量密度(物质能量密度与暗能量密度之和)决定着宇宙的几何特性。其次,宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中宇宙暗物质占了总能量密度的主导地位,但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定,它目前正使宇宙加速膨胀,而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态,否则这种加速膨胀态势将持续下去。黑洞的成因
黑洞的成因,光是沿直线传播的,当光如上视频,在弯曲的大物质周围时空弯曲,光仍然直线传播,不过以弯曲的时空方向,以绝对直线运动,当时空扭曲90°后,光不可能再返回,如果质量够大,构成黑洞,就是不可返回,如果质量物质不达到黑洞边界质量,则他会在一个弯曲的曲面,做相对的曲率运动,半径随着质量增大而增大,但是他还是可以以圆周运动的方式返回,这个范围就是可视范围。光直线运动可以回到原点,如果光速无限大,不需要时间,那么返回的光子和发出的光子在任何时刻都是同一光子。
我们宇宙的可见构造图
该图,为目前人类可见宇宙的视觉图,我们在中心的质点上。也就是说在宇宙的任何方向任何点,都是构成同样的视觉宇宙图,所有的图的总和也就是宇宙任何地方的点的集合,也就是没有暗物质,假设,我们可以达到宇宙的任何地方,在任何地方观测汇总,宇宙就完全可视,但是在某一个宇宙点上,一定如图,有暗物质不可见,呈现中心为一个质点的双向漏斗形。
所以宇宙是由无穷大速度的的一个光子构成,而不是30万km每秒的限制光速。而30万公里,只是人视觉的极限,也就是人的感知的极限。随着触觉(神经传导速度,有质量限制,小质量触觉灵敏度感受不到)、听觉、视觉,观测媒介速度的增加,我们认知的宇宙在变大。我们的是觉得光是可见光,那么更大频率的光的世界就更大,也就是可见光的速度上限是30万km/s,而更高频,不可见光的速度一定是超可见光光速。
另外一个简单例子解释下。在以地球为0的惯性系。我们地球人在超级大的航天母舰上,飞向太空,我们在上面步行的速度到跑的速度,到骑着车,到开着汽车,到开着高铁,到开着飞机,我们的速度越来越快,而这一切都是相对静止的航天母舰上的运动,而航天母舰飞行速度,是相对地球静止的逃离速度,地球的公转速度是29.79km/s,而太阳的公转速度是240km/s,一周是2.26亿年。再往后就超出以前的对宇宙认识的常识了,太阳系和其他银河系的公转速度竟然与银河系自转速度相同,这就是一个限制,从物理位移速度变成角速度,来认识这个问题,也就是角速度相同,保持稳定的状态,并不会脱离银河系,而是稳定的绕河心公转。
银河系带着太阳系与仙女座构成本星系群,绕着二者之间的某质点公转,而本星系群又600km/s绕着本超星系群公转,本超星系群又绕着室女座超星系群公转,室女座超星系群又绕着拉尼亚凯亚超星系群公转,这就是人类知道的极限了。
跑题了,这问题以后有时间讲。回到刚才的航天母舰。也就是即便我们在地球不动发射前我们的速度仍然有600km/s,而我们在坐地日行八万里效应下,从600km/s 到步行,到静止,我们的加速度都是最大航天母舰人为加速度的速度之和。也就是加速度概念。相对宇宙坐标的惯性系和地球的惯性系速度是不同的。
即便如此,距离30万km/s的光速,600km/s仅仅是个零头。可见宇宙是无穷大的,但是注意了,如果我们有能力加速到30万km/s,意味着时间停止,也是相对论公式不可以能达到的速度。我们看到我们可观测宇宙的这么大的范围,最大的可计算速度也仅仅是600km/s,这中间的速度差也就是宇宙的未知范围的理论空间,可见,我们的科学观测宇宙600/30万=0.2%,也就是我们只认识到了光速限定宇宙的千分之2,如果光速无穷大,则宇宙就变成了无穷大也回到了一个质点。
当光速无穷大,他自转一周时间为0,也就是他的出发点也是他的终点。
所以,整个宇宙由一个光子构成。
我们的宇宙就是这个质点,也就是地球上的你意识点。从这个观测宇宙的图,我们上面讲到,宇宙中任何质点的观测者都是同样的结论,那么宇宙就是由无穷个构成宇宙的质点组成,光速无穷大,这些质点都是同一个点,也就是一个光子。
之所以我们认知的世界是物质的,因为如图的我们地球的一个质点构成了整个可观测宇宙,这个质点本身就是因为运动,并且因为观测者五感认知媒介的速度导致的光子运动的所有轨迹,这是一个虚像。
所以我们的物质世界本身就是一个光子的幻象。
如果光速不是30万公里的限制,时间不复存在,物理学将要重写
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