人类有多渺小看完地球在宇宙中的位置，才发现人类小到忽略不计

自古以来，人类对宇宙的探索就如同探寻未知的星辰大海，古人通过观星测日，揭开了宇宙多个秘密；

而今，随着科技的发展和人类认知水平的提升，人们对宇宙的探索也愈发深入，而从古至今，历代科学家对宇宙的探索研究更是铺开了一幅又一幅的宇宙画卷，给我们呈现了一幅幅壮美的宇宙图景。

可见星辰大海已经远远超过了人类的想象力，人类实在渺小得有点不堪。

而最近，哈勃望远镜照片再次火了，《国家地理》杂志的一篇文章中提到，宇宙的存在形式可能远比我们想象的还要复杂，而哈勃望远镜拍摄的一张照片，就为这一观点提供了有力的佐证。

近日，《国家地理》杂志的一篇文章中提到：哈勃望远镜的照片再次引起了研究人员的高度重视，众所周知，哈勃望远镜一直在为宇宙探索和研究提供有力的支持，而通过多次拍摄和观测，哈勃望远镜已经完成了多项重要的任务，也为人类留下了许多无法猜透的宇宙之谜。

在这些照片中，有一张照片尤为引人关注，照片中绚丽的星云和星际尘埃，构成了一幅绝美的宇宙画卷，然而，在这幅宇宙画卷之中，研究人员却发现了一些奇怪的现象，他们发现，在这幅照片中，虽然星云和星际尘埃构成了绝美的宇宙景象，但是在照片的边缘位置，却仿佛出现了一些失真的迹象。

失真现象的出现，让研究人员陷入了一番思索，他们开始揣摩这些失真现象背后的含义，也试图通过各种手段，找出失真的真正原因。

对于失真现象的出现，研究人员认为，这和宇宙的存在形式有着密不可分的联系，也许在我们的认知之中，宇宙只是以一种正常的形式存在，然而，通过哈勃望远镜的照片，我们或许可以发现，宇宙的存在形式可能远比我们想象的还要复杂。

实际上，对于这一观点，许多研究人员也纷纷表示认同，他们认为，人类观测宇宙的范围是有限的，也正是因为有限的观测范围，才会让我们对宇宙存在形式的认知产生偏差，而通过哈勃望远镜的照片，或许可以为人类观测宇宙提供一些启发，让我们意识到，宇宙的存在形式是多种多样的，也可能是我们所无法想象的。

在哈勃望远镜的照片中，研究人员也发现了另外一个有趣的现象，他们发现，在宇宙的构成当中，可见物质只是其中的一小部分，如果把宇宙的构成比作一杯水，那么可见物质只占这杯水的很小一部分，而剩下的大部分，却是我们所谓的暗物质和暗能量。

有趣的是，这两者都不参与电磁相互作用，也正因如此，它们很难通过光学仪器被观测到，然而，尽管如此，暗物质和暗能量却占据着宇宙中的多数派，其占比甚至高达宇宙中物质能量总量的95%以上。

对于暗物质和暗能量的神秘身份，研究人员也展开了激烈的探讨，他们试图从不同的角度去揭开这些神秘面纱，也希望在不久的将来，可以通过各种手段，揭示暗物质和暗能量的真正面目。

在宇宙的138亿年历史中，人类文明的出现只不过是在宇宙历史的最后一秒，也就是说，人类对宇宙的了解和认知，还停留在远古时期，而与宇宙相比，人类的出现，实在是太过渺小。

然而，尽管如此，人类对宇宙的探索热情，却丝毫没有因为自己的渺小而有所减退，相反，正是因为渺小，才更加激励着人类勇往直前，不断挑战自我，也不断寻找着前行的方向。

在人类的探索历程中，我们似乎已经搞清楚了一些宇宙的本质问题，也在这个过程中，创造了许多尖端的科技，比如哈勃望远镜、嫦娥探月等，这些科技的诞生，为人类探索宇宙提供了有力的支持，也让我们对宇宙的了解，有了更加清晰的认识。

尽管宇宙对人类来说，仍然是一个充满未知的谜团，也许暗物质和暗能量只是其中的一部分，而宇宙的存在形式可能比我们所想象的还要复杂；

又或许，宇宙的边界，才是人类真正的探索目标，而这一切，都需要人类不懈的探索和科学的发展，去一一解开星辰大海所带来的种种谜团。

无独有偶，事实上，人类对宇宙的探索，并不只是停留在科学的范畴，而是一种内心的体验和情感的表达，正是因为对宇宙的浓厚兴趣和探索热情，才会有越来越多的人投身于宇宙探索的事业之中，也希望通过自己的努力，可以为人类对宇宙的探索，做出一些微不足道的贡献。

毫无疑问，人类的确很渺小，然而，正是这份渺小，让我们胸怀宇宙，也让我们有勇气去直面星辰大海，无论这星辰大海中隐藏着怎样的秘密和挑战，我们都愿意勇敢地去面对，用心灵去感知，用智慧去探索，也相信，在不远的将来，人类一定可以为宇宙的探索，开启全新的篇章！

宇宙，是人类永远的探索之旅，也是一部没有结局的浩瀚史诗，而在这部浩瀚史诗中，每一个人，都可以是勇敢的航天员，去追寻自己的宇宙梦。

或许，人类永远无法完全揭开星辰大海的神秘面纱，也无法彻底回答宇宙究竟是什么，然而，正是因为这份无尽的神秘和未知，才让人类有了永不停歇的探索动力，也相信，正是在这份动力的推动之下，人类一定可以在宇宙的浩瀚中，收获到更多的智慧和力量，也为宇宙的探索，谱写出属于自己的辉煌篇章！

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