宇宙是什么?
目前,小宇宙的說法太超前了,討論的人也很少,關(guān)于小宇宙的說法還沒有確切的定義。
本文試圖通過科幻小說以及科學界的只言片語來盡可能合理地估計小宇宙的一些情況,所以大家不要過多地與小編比較。 你可以把正文完全當成科幻小說來讀。 如果有其他想法,可以用文明的留言交流,但要合情合理。
小編認為,小宇宙是人類掌握空間彎曲技術(shù)后,對宇宙空間在一定程度上獨立于大宇宙的局部改造。
孕母中的“小宇宙”
請像這樣思考小宇宙。 想象一位母親生了孩子。 這個孩子出生前曾在母親的子宮里生活。 如果把母親比作大宇宙,這個孩子可以叫小宇宙。 它們是兩個相互獨立的個體,在它們未出生之前,它們通過某種“臍帶”相互連接。
當然,如果把小宇宙比作未出生的孩子,也有人會想,就像孩子出生了一樣,總有一天會從大宇宙中退出吧。
針對這個問題,編輯承認自己無法解答。 如果這種情況是真的,也間接承認了多元宇宙的存在,所以不能對這個推論負責。
劉慈欣《三體》中小宇宙的描寫
程心和關(guān)一帆再次進入時間真空。
.黑暗消失了,時間開始了。
……世界的復制品和影像存在于周圍。 他們向兩邊看,可以看到同一個田園世界。 他們也在那個世界里,但只能看到背影。 他們回頭的時候,世界人民也同時回頭。
(這里田園世界的一些實現(xiàn)細節(jié)稍后再說) )。
他們往后一看,驚訝地發(fā)現(xiàn)后面也有同樣的田園世界。 只是,他們只是從另一個方向看,那個田園的他們很遠。
…“他(查爾斯米什內(nèi)爾)是公元世紀的物理學家,他是最早想象這種東西的人。 我們所在的世界其實很簡單,是個正方體,邊長我想一千米左右。 把它想象成一個房間。 有四面墻,帶有天花板和地板。
但這個房間的奇怪之處在于,天花板是地板,四面墻上相對的兩堵墻其實是一堵墻,所以實質(zhì)上只有兩堵墻。 如果你從一面墻前面向另一面墻走,當你走到另一面墻的時候,你會很快回到出發(fā)時的墻前面。 天花板和地板也一樣。 所以,這是一個封閉的世界,到了盡頭就會回到出發(fā)點。
關(guān)于我們周圍看到的這些影像,也很簡單,因為到達世界盡頭的光又回到了起點。 我們現(xiàn)在也在剛才的世界里,從盡頭回到起點,只有這一個世界,其他都是影像。 ”
……“云天明老師說,希望你們在這個小宇宙中逃脫我們大宇宙的末日,就是大坍縮,在新的大爆炸之后進入新的大宇宙。 他想讓你們看到新宇宙的田園時代。 現(xiàn)在,我們在獨立的時間線上。 大宇宙的時間在急速流逝。 你們一定能在有生之年等到它的盡頭。 根據(jù)更具體的估算,大宇宙的坍落度將在十年內(nèi)達到奇點狀態(tài)。 ”
……智子告訴他們,小宇宙絕對不能向大宇宙?zhèn)鬟f信息,但可以接收大宇宙的信息廣播。 她說所有的宇宙都是超膜上的空泡,大宇宙有足夠的能量讓信息在超膜上傳播。 但這很困難,需要難以想象的巨大能量。 如果宇宙要這樣做,它可能需要將銀河系的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為純粹的能量。
小宇宙的內(nèi)部是什么樣的?
別以為《三體》是胡說八道。 《三體》之所以被稱為硬科幻,是因為這本書的細節(jié)有一定的科學依據(jù)。 例如,在這個小宇宙的敘述中,你有沒有注意到這個叫查爾斯密涅爾,《三體》的敘述中的這個小宇宙是他提出的“密涅爾空間”的升級版
在“米什內(nèi)爾空間”,你的臥室將是宇宙。 假設(shè)臥室左邊墻上的所有點與右邊墻上的對應點相同。 也就是說,當你向左邊的墻壁走去時,你會通過墻壁再次出現(xiàn)在右邊的墻上,而不會撞到頭破壞血流。 也就是說,在某種意義上左壁和右壁像圓柱一樣相連。 另外,前面的墻點和后面的墻點相同,天花板點和地面點相同。 這樣,不管你朝哪個方向走,你正好穿過臥室的墻壁回到臥室。 你逃不掉的。 也就是說,你的臥室就是整個宇宙!
奇怪的是,仔細看左邊的墻壁,實際上是透明的,在這面墻的另一邊有臥室的復印件。 其實,這是你站在另一個房間的你的準確克隆。 但你只能看到你的背面,看不到前方。 當你向下或向上看時,你也能看到自己的副本。
實際上,在你面前、后、左、右,還有上和下站著無限的副本。 和你自己接觸非常困難。 每次你轉(zhuǎn)過臉來想看克隆人的臉,你就會知道你在轉(zhuǎn)過臉去。 因此,怎么也看不到臉。 但是如果臥室很小,你可以把手伸到墻上抓住前面克隆人的肩膀。 然后,我們驚訝地發(fā)現(xiàn),背后的克隆人也伸出手抓住了他的肩膀。 也可以將左手和右手向旁邊伸出,抓住旁邊的克隆人。 無數(shù)只手牽著手。 結(jié)果,可以牽手繞宇宙一周。 傷害克隆是不明智的。 如果你用槍瞄準上一個克隆,我會重新考慮是否扣動扳機。 因為背后的克隆人也是用槍指著的。 )
出現(xiàn)這種景象的主要原因是空間的彎曲導致光也彎曲。 你身后的光經(jīng)過彎曲到達你面前。 生活中很相似的例子是在鏡子的房間里,在前后相對的鏡子里可以看到無數(shù)的自己。 不同的是,現(xiàn)實中出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原理是光反射,是虛像,而密涅爾空間的原理是時空的彎曲,所有的復制品都是實際的物體。
宇宙外面的形狀怎么樣?
首先,如果生活在一維世界、一維世界的一維人想把自己宇宙中一節(jié)線段的世界改造成自我封閉的宇宙,該怎么辦呢? 順便問一下,將兩個端點(在上圖中為1個端點和2個端點)“焊接”就可以了,它是什么樣的形狀呢? 是的,是圓環(huán)!
假設(shè)還有另一個二維世界。 同樣,生活在二次元世界里的二次元人,想要把他們宇宙中的一個正方形世界(上圖)改造成自我封閉的小宇宙,就必須把一邊和兩邊“焊接”起來。 此時形成的是圓筒)如下圖所示。
這還是一個開放的宇宙。 因為兩端還沒有閉合,所以把這兩端,也就是上圖3和4的兩端“焊接”起來。
這是什么形狀? 是的。 是圓環(huán)面。 因為是二維的,所以圓環(huán)的中間是中空的,只有外表的一面。
那么在三維世界里呢? 截取如上圖所示的三維立方體空間,只要將1和2、3和4、5和6三組面“焊接”融合,這個小空間就是封閉的空間。
焊接結(jié)果也稱為“三重環(huán)”(3-torus ),從上面的過程可以看出,一維“焊接”的是端點,形成二維環(huán),二維“焊接”的是邊緣,形成三維物體。 由此可以得出結(jié)論,低緯度的封閉空間形成了一個高緯度的結(jié)構(gòu),因此三維立方體被“焊接”
想象你開著宇宙飛船,在這么大的立方體里飛行。 如果你去立方體的頂端,接觸也不會墜落。 相反,你會發(fā)現(xiàn)它在立方體底部的適當位置。 不管你從哪個方向走多遠,你最終都會回到旅程開始的地方。
這里說:“為什么必須拿著正方形和立方體封閉?
因為正方形和立方體是在各個緯度中可以自我封閉的最簡單的結(jié)構(gòu)。 例如,二維的一個三角形不能用奇數(shù)的邊封閉,六角形呢? 邊數(shù)太多,太復雜了。
如何創(chuàng)造一個小宇宙?
目前,能夠支持創(chuàng)造小宇宙的理論,主要是相對論。 在廣義相對論中,愛因斯坦認為物質(zhì)可以彎曲時空,也就是說只要時空中有物質(zhì)存在,時空就會因此彎曲,廣義相對論預言了引力波和引力透鏡的存在。
現(xiàn)在的宇宙觀測也驗證了引力波和引力透鏡的存在,這些驗證了廣義相對論的正確性。
基于廣義相對論,科學家推測時空既然可以彎曲,就有可能使時空高度彎曲,最終向自身彎曲形成封閉的時空區(qū)域。 這種高度彎曲、自我封閉的時空區(qū)域可以認為是“小宇宙”。
人類科學技術(shù)高度發(fā)達后,如何真正創(chuàng)造一個小宇宙呢? 根據(jù)愛因斯坦的理論,物質(zhì)可以彎曲時空。 也就是說,需要足夠密度的物質(zhì)來彎曲和關(guān)閉時空。 這方面的極端例子就是黑洞,但黑洞里到底有什么,我們完全不知道,所以我們想創(chuàng)造一個能更加溫和快樂生活的封閉時空。
所幸根據(jù)愛因斯坦狹義相對論,E=mc,物質(zhì)和能量可以相互轉(zhuǎn)換。 換個角度看,物質(zhì)其實是能量的另一種存在形式。 如果你有控制銀河級能量的技術(shù)能力,你可以通過操作能量來創(chuàng)造這個封閉的時空。
宇宙有什么特征?
在這個由“米什內(nèi)爾空間”構(gòu)成的小宇宙中,會出現(xiàn)很多有趣的現(xiàn)象。 已經(jīng)說了一些話。
在“米什內(nèi)爾空間”里,假設(shè)你周圍所有的墻壁都收縮著靠近你,事情會變得更有趣。
讓我們假設(shè)臥室在收縮。 右邊的墻壁以2km/h接近你。 如果你現(xiàn)在通過左邊的墻壁,從移動的右邊的墻壁返回,你的速度會附加2km/h,你現(xiàn)在移動的速度會變成4km/h。 實際上每次進左墻出右墻都會得到額外的2km/h的速度,所以你現(xiàn)在的速度是6km/h。 在圍繞宇宙重復旅行后,你的旅行速度為時速8、10、12……公里,直到達到難以想象的接近光速的速度。 在某個臨界點,你在米什內(nèi)爾宇宙跑得這么快,結(jié)果在時間上后退旅行,恢復了原樣。 事實上,你可以訪問空間——小時中以前的任何點。
晶格
另外,由于時空彎曲,如果這個宇宙中存在星星,他們的運動規(guī)律就會出現(xiàn)一些不尋常的地方。 因為每顆星不僅對其他物體施加重力,而且通過彎曲的時空從幾個方向?qū)ψ陨硎┘又亓?,所以它很容易穩(wěn)定在空間的一個地方,這時的宇宙就像由大量相同的星星組成的格子。 引入另一顆小星星,給定初始速度,它就會不斷在空間中亂舞,突然出現(xiàn),運動軌跡也與大宇宙大不相同。
而且,光也值得討論。 假設(shè)你朝左發(fā)光,該光也會從右繞道再次進入左。 像這樣重復著。 也就是說,如果你此時改變了位置,那束光仍然在那里無限循環(huán)。 半年后,即使再回到那個地方,也能觀察到那道光。 也就是說,能看到你的過去,就是說你進入那個空間之后到現(xiàn)在為止的光被記錄了下來。
人們怎么在里面生活?
人們在小宇宙生活需要滿足基本的物質(zhì)和能源需求。 物質(zhì)可以提前送入,但對于能源,小編相信能創(chuàng)造小宇宙的科技文明早就解決了能源問題。
之后,上文也進行了簡單的敘述,實際上《三體》中描繪的田園生活場景是有缺陷的。 小宇宙沒有上下的特性,所以那些田地和房子依賴哪里呢? 除非文中所謂田園下再砌一個大地板,設(shè)置重力源,否則天上也看不到藍天,可以看到苗根和屋底,需要在這塊地板下設(shè)置藍天虛擬屏和太陽、月亮、星星、白云等裝飾品。
當然也有將一個地球整個放入其中,供人們居住在地球上的方法,但要真實地復原地球的生活,就需要人工制造出類似太陽的能量源和重力源。
宇宙的時間流逝更慢嗎?
根據(jù)愛因斯坦相對論,高速運動的物體和強重力源都有延遲時間的效果。 也就是說,繞黑洞視界一周,時間會感覺比地球慢。 這樣,在小宇宙這樣高度彎曲的時空里,時間的滯后效應也是存在的,效應可能更明顯,所以時間的經(jīng)過速度必然比外界慢,古人云:“洞內(nèi)一日,世界千年! ”也許合適
我們能在小宇宙中永遠存在嗎?
小編認為,沒有什么是永恒的。 維持這樣一個小宇宙所需的能量將是天文數(shù)字,可能像銀河一樣水平的物質(zhì)完全轉(zhuǎn)換成能量進行計數(shù)。 因此,即使正反物質(zhì)消亡這樣的技術(shù)未必能打開小宇宙,也許只有人類真正掌握了黑洞能量和暗物質(zhì)、暗能量的開采和使用技術(shù),才能創(chuàng)造小宇宙并使其正常運轉(zhuǎn)。
但是,這么多能源消耗,如何持續(xù)供給是最大的問題。
但是,龐大的能源消耗帶來的利益也很明顯,靠能源贏得了時間!
所以,小編覺得,小宇宙就像一個高級的藏身之所,人類是為了避免一些災難而誕生的。
最后限于篇幅和目前科技的發(fā)展程度,本文寫得比較簡單,許多問題還沒有寫出來。 比如,小宇宙和大宇宙的“臍帶”是什么? 小宇宙能和大宇宙通信取得聯(lián)系嗎? 等等。
我要再次強調(diào),大家可以把本文當成科幻小說一樣來看待。 請不要想得太認真。 大家有什么想法,可以積極發(fā)消息交流,但不要罵小編。
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