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是誰在控制著宇宙的一切?或許愛因斯坦的猜測是正確的
2023/09/08

在人類科技發展的道路上,出現了很多偉大的科學家,這些科學家為人類的發展起到了非常重要的作用,比如說牛頓、愛因斯坦、哥白尼、伽利略、薛定諤等等,其中愛因斯坦被稱為是近代最偉大的科學家,他是唯一一個能夠和牛頓相媲美的物理學家,愛因斯坦以一己之力推翻了牛頓的絕對時空觀,并且解釋了引力的本質,1905年被稱為是愛因斯坦的奇跡年,在這一年內,他發表了4篇論文,提出了4個突破性的理論,撼動了整個世界,在1905年6月,他發表了一篇關于光電效應的論文,證明了當光線照射在不同金屬上,會發射出電子,這一理論奠定了量子力學的基礎。解開了原子的奧秘。

在1922年,愛因斯坦憑借光電效應獲得了諾貝爾物理學獎,時隔一個月,他又發表了布朗運動的論文,為流體中粒子的隨機運動提供了一個公式,在11月份,他在俠義相對論的基礎上推導出了E=mc^2,解釋了物質、能量、質量之間的關系,愛因斯坦的俠義相對論幫助解釋了時間和運動是相對觀測者的,只要光速保持不變,自然規律在宇宙中是一樣的,愛因斯坦的廣義相對論提出了引力是由質量存在創造的時空連續體中的一個彎曲場,他打破了牛頓的絕對時空觀,牛頓認為時間是絕對的、無限的、絕對空間和絕對時間都是互補依賴的,也不和物質的運動產生關系。

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牛頓認為,時間、空間、物質都是各自獨立的,沒有任何關系,它們只是相互貼附在一起,而不會發生作用,因此牛頓的空間模型只適用于空間的某一區域,牛頓利用數學的方法,對時空和空間做了描述,它把空間和歐式幾何相互結合,利用選定的參照物為原點建立了三維坐標系,他認為物體就在這樣的坐標系構成的空間及均勻流逝的時間內運動,牛頓的三大定律在慣性系中都是成立的,在勻速直線行駛的火車中大乒乓球,在和地面上打乒乓球是完全一樣的,所以說絕對位置和絕對空間是不存在的,但是牛頓認為絕對時空和空間是存在的。

愛因斯坦認為,雖然時間和空間、質量和能量都是一個整體,但是在我們的日常生活中,它們的表現卻截然不同,所以我們常常把它們看作獨立的個體加以區分,在經典物理里,速度就是一個空間和時間的比值,單位一般是:m/s(米每秒),代表的是一定時間間隔內物體所經過的空間距離。那它是怎樣產生時間和空間的相對性的?按照狹義相對論,當運動物體的運動速度趨近于光速,它的時間會變慢——時間間隔增加,尺子會變短——空間距離收縮。因此對于靜止的觀察者看來,運動者的時間間隔和空間間隔都變得不一樣了:運動者相對于靜止觀察者時間變慢了——時間膨脹相應,空間(運動方向上的一個維度)收縮了——尺縮效應。

這就是狹義相對論關于時間、空間相對性的其中兩大效應,在愛因斯坦發表狹義相對論后不久,他的大學數學老師,數學家閔可夫斯基就把狹義相對論里的時空幾何化,把時間合并到三維空間的坐標里,使空間增加一個維度,構成一個四維時空——閔可夫斯基空間。

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在狹義相對論中,雖然把時間和空間視為一個整體,但時間是一個特殊的維度,在四維坐標里是一條虛數軸,閔可夫斯基要把它轉化成空間幾何時把它乘以速度的極限光速后再乘上一個虛數,表示為ict(即1秒=i×光速×1秒=300000000i米,是一個虛數),這樣就利用光速與時間變換出的空間長度得到一個虛數軸。

根據愛因斯坦的理論我們能夠知道,當飛行速度越快的時候,時間的流逝就會變得越來越慢,當飛行速度無限接近光速時,時間幾乎會停止,除此之外,在引力極強的物質附近,時間的流逝也會變得越來越慢,為此科學家還專門做了原子鐘的實驗,在1971年的時候,兩位科學家利用數台原子鐘,其中四台放在飛機上,地面上留下一台作為標準,隨后讓飛機在赤道附近環球飛行,一次往西一次往東,每次耗費的時間大約是三天,最后看飛機上的原子鐘和地面原子鐘的時間差異,利用飛機環球航行,可以驗證兩種相對論效應,其中飛機飛行速度,再加上全球飛行的路程,可以使得狹義相對論的動鐘變慢效應表現的稍微可觀一些;而飛機的飛行高度又保證了廣義相對論中的引力鐘慢效應得以展現。

這個實驗得出的結論可以有效的驗證相對論的準確性,其理論原理是這樣的:在地面上的原子鐘是不變的,因為無論從速度還是引力來講,都是一樣的,在俠義相對論中,考慮到地球的自轉,它的速度就是地球自轉速度,最終我們就能夠得出地面原子鐘相對于地球中心的時間變化,由于飛機是分兩次飛行,一次向東一次向西,因此飛機相對于地心的速度是不同的,順著地球自轉的方向,它的速度就是自轉速度疊加上飛機自身動力提供的速度,如果逆著自轉方向,那麼飛機相對于地心的速度就會變慢。

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最終科學家得出,向東飛行的飛機時間比地面上的時間慢了59納秒,向西飛行的飛機比地面上的時間快了273納秒,這說明速度確實能夠影響時間的變化,愛因斯坦的出現給人類探索宇宙指明了方向,愛因斯坦曾經預言的黑洞、引力波現在也已經被科學家發現,不過即便如此,在宇宙中依然存在很多我們無法解釋的現象,而愛因斯坦在晚年的時候也開始研究神學,他認為,我們的宇宙是上帝創造的,在醫院的時候,愛因斯坦寫了一本回憶錄,上面的大概意思是,上帝生活在我們的宇宙中,它控制著宇宙的一切。如果我們細想一下,就能夠感覺到宇宙真的是太神秘了。現代科學認為,我們的宇宙誕生于138億年前的大爆炸,在138億年前,有一顆奇點發生了爆炸,奇點是一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點。

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這個點爆炸以后,我們的宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現在看到的樣子,雖然現在很多人不相信大爆炸理論,但是目前來看,大爆炸理論是科學家最為認可的,不過話又說回來,如果說我們的宇宙誕生于奇點,那麼這個奇點是如何形成的?按理來說,在我們現有的物理學中,根本不存在無限大或者無限小的物質,但是由于奇點太過于神秘,所以科學家只能夠用無限這個詞來代替,不過即使宇宙中真的存在無限大的奇點,那麼這個奇點為什麼會爆炸呢?是不是有人專門讓這顆奇點發生了爆炸?目前科學家也在積極的研究當中。

在浩瀚的宇宙中,看似毫無聯系的一些物質,其實它們之間都是有聯系的,比如說我們的天體都是由能量轉化而來的,宇宙大爆炸就是能量轉化為物質的經典案例,根據科學家的研究我們能夠知道,恒星死亡以后能夠轉化為白矮星、中子星和黑洞,一般來說,質量小的恒星死亡以后會變成白矮星,質量中等的恒星死亡以后會變成中子星,超大質量的恒星死亡以后會變成黑洞,而我們的太陽系則是從上一代死亡以后的恒星中誕生的,大約在138億年前,宇宙剛剛誕生沒多久,隨著溫度的下降,能量已經轉化成了物質,并形成了主要由氫元素所構成的氣體星云,也就是這時候,第一批恒星誕生了。

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宇宙開始有了光芒,一般來說,第一代恒星的質量普遍都比較大,因為它是宇宙中的第一批恒星,元素豐富,有的其質量能夠達到太陽質量的數百倍,甚至比目前已知發現質量最大的恒星還要高,而我們的太陽上一代也是一顆超大質量的恒星,這意味著它內部的核反應非常劇烈,這會導致它的燃料消耗的非常快,使得它的壽命只有短短的100萬年。上一代恒星死亡以后,大量的星云彌漫在宇宙中。在50億年前,太陽系突然受到了某種外力的擾動,大量的星云逐漸向高密度的區域坍縮,中心的物質越來越多,最終變成了一個超密度球體,這就是太陽的原始胚胎。

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太陽誕生以后,吸收了周圍大量的物質,所以太陽的質量占到了太陽系總質量的百分之99.86,剩下的物質形成了八大行星和其它天體,簡單來說,星系也是有輪回的,如果我們的太陽系死亡,那麼經過幾十億年的時間,新的恒星系也會誕生,宇宙中大大小小的恒星系都是這樣形成的,究竟是哪種力量能夠讓整個宇宙的星系都相互轉化?有很多科學家認為是暗物質,所謂暗物質就是看不見的物質,因為這些物質不和電磁相互作用,所以在日常生活中我們是感覺不到的,但是在宇宙尺度上經常會發現實際的引力作用比可見物質表現出來的強得多,比如說星系的旋轉,科學家在很早的時候就發現了星系似乎旋轉的太快。

如果星系中只有可見物質,那麼它們應該早就解體了, 對此科學家的解釋是:因為暗物質的存在,所以它們把星系維系在了一起,根據科學家的觀測結果,現在一般認為可見物質只占整個宇宙的百分之5左右,而暗物質占到了百分之27左右,而暗能量占到了百分之68左右,為了尋找暗物質,各國紛紛布局了一系列國家級甚至世界級的實驗探測計劃,如丁肇中領銜的阿爾法磁譜儀AMS、美國華盛頓大學主導的軸子暗物質實驗ADMX、中國科學院紫金山天文台主導的「悟空」

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衛星DAMPE、中國錦屏地下實驗室的PandaX、清華大學主導的中國暗物質實驗CDEX和歐洲核子中心的太陽軸子望遠鏡CAST等。但到目前為止,還沒有找到暗物質存在的確切證據。

這說明暗物質比我們想象的還要神秘,暗物質和暗能量是如何形成的?目前科學家還在積極的研究當中,有很多科學家認為,暗物質和暗能量在宇宙誕生初期就存在了,它們控制著宇宙的一切,而暗物質和暗能量是不是真的存在宇宙當中,現在科學家也只是猜測,雖然人類作為地球上最有智慧的生命,但是在宇宙中依然存在很多人類無法解開的奧秘,或許我們的宇宙真的是被設計出來的,而設計宇宙的「人」是誰?現在科學家也不清楚,想要解開這個奧秘,人類必須飛出宇宙,站在宇宙的外面,我們才能夠真正看清楚宇宙的奧秘,不過想要走出宇宙并不是一件容易的事情。

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目前人類的飛行速度連太陽系都無法飛出去,更別說飛出宇宙了,而且我們的宇宙還在不斷的膨脹當中,并且膨脹的速度已經超過了光速,這意味著人類可能永遠都無法飛出宇宙,或許我們的宇宙就是一個巨大的生物體,而人類就是這個巨大生物體中的細胞,無論我們如何努力,我們都沒有辦法走出這個巨大的生物體,小編認為,人類作為地球上最有智慧的生命,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開宇宙的奧秘,小編希望人類能夠早日實現自己的夢想, 對此,大家有什麼想說的嗎?

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