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宇宙的边缘世界宇宙的边缘世界原艾伦

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-11

1、宇宙的边缘到底是什么?望着满天的星空,总有一个疑问:宇宙的边缘时什么...2、宇宙非常大,它的边缘在哪里?3、宇宙边缘是啥东西4、宇宙的边缘有什么?宇宙的边缘到底是什么?望着满天的星空,总有一个疑问:宇宙的边缘时什么...既然宇宙是无限的,也就没有了宇宙的边缘,宇宙中是由真空、星球、星系和星云构成。

它们有的是以固体存在(例如行星、卫星),有的是以稀薄气体存在(星球表面),有的是以液体存在(例如太阳内部的高温的熔融物质)。

宇宙的边缘很可能是一个有着很大的力,足以使任何的物质在靠近它时,都会受到一个斥力,从而使该物体发声‘绝对’运动方向发生改变,但是其实它的相对运动方向并没有改变,因为这个斥力影响着整个宇宙。

首先我们要明白宇宙是有边缘的,这一点科学家已经得到了证实。

而且宇宙边缘应该是另一个宇宙或者是一些星球。

宇宙外面到底是什么,尚无定论。

宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。

千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。

许多科学家认为,宇宙是由大约138亿年前发生的一次大爆炸形成的。

,因为我们的宇宙是在不断膨胀的,所以说宇宙外面可能是一个未知的空间,这个空间我们不得而知。

宇宙也是这样。

理论上在宇宙中始终朝同一个方向运动会回到原地,但是宇宙太大了,膨胀速度太快了。

就算以光速运动,也无法在我们的寿命限度内绕一圈。

我们也许根本就别想去到宇宙的边缘,因为宇宙有限而无边。

宇宙非常大,它的边缘在哪里?1、所以,宇宙到处是中心,也到处是边缘。

如果说宇宙边缘的星系是什么样子,我们自己,我们的银河系就是宇宙边缘的样子。

2、宇宙的边缘在纯粹是空间的地方,宇宙之概念涵义代表了时空,没有时间的空间是没有意义的(就象零不能做除数一样)——换句话说没有物质的空间就叫绝对空间,正是这些物质的不断膨胀才形成了时空或宇宙。

3、它的边界大约就是在直径930亿光年边缘处(注:此为可观测宇宙的理论规模,目前我们还并没有发现宇宙的边界)。

4、现在一个观点认为,在宇宙的边缘时空是扭曲的,就是说你能无限接近它,但无法到达它。

宇宙边缘是啥东西1、宇宙的边缘是一个过程,是一种渐进慢式的虚无。

2、没有边缘,就像是二维球面,虽然面积是固定的,但却无法指出哪里是边缘。

同理在三维的宇宙中也许也是这样,一直向一个方向飞去,最后会回到出发点。

3、所以宇宙其实是可以说没有边缘的,很多的科学家也认为,宇宙就是一个有限,但是没有边缘的地方,这个可能会比较难理解,因为怎么会有一个东西,是有限的,但是却没有自己的边界,真是非常奇怪。

4、宇宙边缘可能充满了暗物质;

但是目前连边缘在哪儿都不知道。

屁里面有二氧化碳、硫化氢、水蒸气,还有其他一些成分;

打嗝和屁的产生原理不太一样:屁是化学反应产生,打嗝是物理反应和部分化学反应。

5、目前为止没有任何关于宇宙边缘可靠的描述,因为只有去过那里的人才知道。

将目光放在近处的宇宙,我们会发现没什么不同的。

近处的星系和我们的银河系结构方面都差不多,内部的恒星都具有相同的性质、质量、年龄和分布。

宇宙的边缘有什么?1、问题四:宇宙边缘是什么。

宇宙没有边缘,这是普遍的误解,当你一直朝着宇宙一个方向航行最终会回到原点,但宇宙本身是在膨胀的。

2、但是宇宙的边缘是会自己扩散的,并且它扩散的速度已经超过了光的速度。

3、其实这种特殊物质就是负物质),这就是说地球的边缘是磁场。

不管是目前科学家观察到150亿光年宇宙,还是更大有界无边的有限宇宙,他们周围都肯定是更大范围磁场包围着,也就是宇宙的边缘是磁场。

4、宇宙也是有边界的。

在宇宙之外,我们可能看到的是一片虚无,也可能看到另外一个反宇宙。

我们都知道,广袤无垠的宇宙,对人类来说,一直都是我们数万年发展里不断探索的目标之一。

量子信息+熵,能解释宇宙的演化吗

热力学第二定律,也许是物理里最根本的几条原理之一。

它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。

人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。

可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。

而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。

在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项,而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。

宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。

若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.

追踪13.4万亿个暗物质!百亿亿次超算用4天完成这场模拟

科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称,该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机,完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。

图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。

因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源:科技日报