什么决定了我们的命运?对现代宇宙学家来说,

来源:现代科学仪器 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-05
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摘要:简介: 是什么决定了我们的命运?对于斯多葛派希腊哲学家来说,命运是神意的外在产物,是“命运之线”。对于亨利·大卫·梭罗这样的先验主义者来说,这是一个固有的自决问题,

简介:是什么决定了我们的命运?对于斯多葛派希腊哲学家来说,命运是神意的外在产物,是“命运之线”。对于亨利·大卫·梭罗这样的先验主义者来说,这是一个固有的自决问题,即“一个人对自己的看法”。 对于现代宇宙学家来说,命运是另一回事:一个全面的、非个人的物理过程可以简化为一个单一的、重要的数字,称为哈勃常数。

01哈勃常数

1.哈勃常数可以简单地定义为宇宙的膨胀速度

哈勃常数可以简单地定义为宇宙的膨胀速度,它是星系间空间膨胀速度的指标。然而,最轻微的解释都会暴露一个看似简单的复杂网络。向后推断膨胀过程意味着我们可以观察到的所有星系都起源于过去的某个时刻——从大爆炸中出现——并且宇宙的年龄是有限的。向前计算呈现了两个截然相反的未来,要么是一个无限扩张和消散的时代,要么是一个最终会消除当前秩序并重新启动这一过程的转型。

这对少数人来说是一个巨大的情感和智力负担。自 1929 年埃德温·鲍威尔·哈勃 (Edwin Powell Hubble) 发表第一个宇宙膨胀的明确证据以来的 90 年里,对哈勃常数的回顾性和前瞻性解释都引起了持续的争议。最近,随着越来越多的精确技术争议,另一种测量膨胀率的预测形式开始产生明显不同的预测。这种差异让宇宙学家怀疑他们是否遗漏了宇宙从大爆炸到今天的演化模型中的重要元素。

2.哈勃常数以千米每秒每兆秒为单位表示。

在科学术语中,哈勃常数以每兆秒间隙的千米每秒为单位表示,但宇宙学家很少以这种深奥的方式谈论它。他们通常把它当作一个裸数字来讨论,它的意思是一个护身符。在 1930 年代,宇宙学家计算出哈勃常数为 500,并对其含义进行了辩论。今天,他们就真正的数值是 67 还是 73 展开了同样热烈而详细的辩论。希望对这个数字应用足够的定量精度,能够回答关于人类在地球上的位置的广泛问题。宇宙的秩序。我们要么是正在慢慢消亡的现实的一部分,要么是深不可测的永恒中的转瞬即逝。哈勃常数可以告诉我们这些相互矛盾的存在恐惧中的哪一个在等着我们。

3.科学家对哈勃常数的迷恋

科学家对哈勃常数的迷恋始于对该数字进行任何适当测量之前——之前没有明确的证据表明它是真实的。空间扩张的最初迹象根本不是来自观测,而是来自阿尔伯特爱因斯坦于1915年完成的广义相对论。该理论描述了引力的本质及其对空间和时间的影响。两年后,爱因斯坦发表了一篇大胆的论文,讨论了他的新理论对整个宇宙的影响,从而结束了他的胜利。

02爱因斯坦假说

1.爱因斯坦假设宇宙是静止的和永恒的

根据当时流行的天文知识,爱因斯坦假设宇宙是静止的、永恒的。 在这种态度下,他也坚持至少可以追溯到亚里士多德的哲学传统,以及他的宇宙由完美嵌套的水晶球组成的概念。 然而,在相对论的绝对无定形框架中,停滞并不容易实现。除非整个宇宙都在膨胀——或者除非有某种反重力效应可以阻止这种情况发生,否则重力自然会导致空间自行坍塌。

爱因斯坦选择了第二个解,并在描述宇宙状态的方程中添加了一个附加项,用希腊字母 Lambda (Λ) 表示。本质上,Lambda 是一种可以完全抵消重力以保持一切平衡的假想力。 用不合时宜的术语来说,爱因斯坦找到了一种将哈勃常数设置为零的方法。或许他是这么想的。

2.爱因斯坦方程让宇宙膨胀、收缩,甚至震动宇宙

大约在同一时间,爱因斯坦在莱顿大学的朋友威廉·德西特向皇家天文学会展示了他自己对广义相对论的宇宙学解释。为了降低问题的复杂性,德西特考虑了一个没有星系和复杂结构的简化宇宙模型

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