在中國有句古話叫做“不知者無畏”,當(dāng)我們對這世界和宇宙了解得越多時(shí),就愈加覺得恐懼。
浩瀚的宇宙中有太多的未知
因?yàn)橥ㄟ^研究得到的這些理論,有的完全顛覆了我們的認(rèn)知,有的對我們想要的發(fā)展和征程判了“死刑”。
那么,人類已知最可怕的理論是什么?從光速屏障開始,到真空衰變終結(jié),接下來,就讓我們一起來看看,科學(xué)家們在多年探索當(dāng)中找到的答案。
你知道哪些有關(guān)宇宙的理論呢?
光速屏障
首先我們來聊聊光速屏障。
這個(gè)可怕理論的起點(diǎn),來自于愛因斯坦的相對論。具體就像是這個(gè)詞描述的一樣,光速雖然是人類目前知道的最快速度,但是我們卻永遠(yuǎn)無法達(dá)到這一速度,更別說超過這個(gè)速度了。
在真空環(huán)境當(dāng)中,光波或者電磁波的傳播速度可以達(dá)到299792458米/秒,在這種情況下,光無疑成為了自然界中物體運(yùn)動(dòng)的最大速度。所以,在我們的目光越看向宇宙深處的時(shí)候,“光速”就越成為我們最想達(dá)到的速度。
光速的概念圖
但是由于質(zhì)增效應(yīng)的存在,當(dāng)物體趨近于光速的時(shí)候,動(dòng)質(zhì)量將會(huì)變得無窮大。在這種情況下,只有靜質(zhì)量為0的物體才能達(dá)到光速。因此,人類想造出以光速飛行的飛船顯然是不可能的,就連趨近于光速都顯得十分困難。
而宇宙的廣闊程度又超乎想象,人類想走到更遠(yuǎn)的地方,勢必要造出飛得更快的航天器。如果以現(xiàn)在的水平,跨越1光年都需要千年甚至萬年的時(shí)間,那么我們又如何去探索幾十光年以外的宇宙呢?
質(zhì)增效應(yīng)示意圖
實(shí)際上,即使達(dá)到了光速,我們到達(dá)距離太陽系最近的恒星系統(tǒng)半人馬座阿爾法星并返回,也需要大約10年。而這樣的10年,對于一個(gè)人的壽命而言已經(jīng)不短了。
因此,光速不可達(dá)到理論就像是一道屏障,將壽命有限的人類困在太陽系的“牢籠”當(dāng)中。它之所以可怕,就是因?yàn)檫@一道不可逾越的高墻等于判了文明死刑,等到地球資源殆盡、太陽終老之時(shí),人類都無法逃脫出這個(gè)困境。
離地球最遠(yuǎn)的旅行者1號(hào)仍未飛出太陽系
說完了光速屏障,我們再來看看這些年人類苦尋外星人無果的情況又是如何被解釋的,上世紀(jì)時(shí)物理學(xué)家恩里克·費(fèi)米所說的“Where are they”到底代表著什么?
費(fèi)米悖論
提到費(fèi)米悖論,不少《三體》愛好者肯定很激動(dòng),因?yàn)樾≌f中以一個(gè)特殊的角度詮釋了費(fèi)米悖論,指出宇宙中其實(shí)存在許多的文明,但是由于相隔太遠(yuǎn),這些文明之間很難建立溝通。
就像我們在上文中說的,即使我們發(fā)出一串信號(hào),讓它以光速飛行,那么它抵達(dá)附近文明的時(shí)間也至少需要幾年,然后等待回信也需要類似的時(shí)間,問題是誰也無法保證信息絕對能傳達(dá)到,也許到了之后只是一串亂碼。
外星文明的構(gòu)想圖
從本質(zhì)上來說,費(fèi)米悖論其實(shí)是對人類探索外星人無果的情況提出了質(zhì)疑。畢竟根據(jù)宇宙中恒星的數(shù)量來看,出現(xiàn)類似于地球的宜居行星的概率還是非常高的,我們在這些年也發(fā)現(xiàn)了不少。
因此,從這一概率來說,宇宙中外星人的數(shù)量應(yīng)該很多,可是我們竟然什么都沒發(fā)現(xiàn),這明顯是相互矛盾的。
費(fèi)米認(rèn)為,“銀河系的尺寸只有區(qū)區(qū)10萬光年,而它的年歲已有100億年。智慧文明哪怕以光速的千分之一對整個(gè)星系展開探索和殖民,也只需要1億年。然而,地球的生物圈已經(jīng)自行進(jìn)化繁衍了數(shù)十億年,極少受到來自外界的干擾?!?/p>
著名物理學(xué)家恩利克·費(fèi)米
因此,當(dāng)科學(xué)家意識(shí)到這矛盾點(diǎn)之后,就提出了不少的猜想。
有的人持有和劉慈欣一樣的看法,認(rèn)為是距離太廣、科技水平不足,限制了地外文明之間的溝通。也有人認(rèn)為也許銀河系早就被殖民了,只不過人類在太陽系這種“窮鄉(xiāng)僻壤”當(dāng)中沒有意識(shí)到而已,或許光速屏障就是為我們設(shè)定好的監(jiān)獄。
這一理論的可怕之處在于,預(yù)估策概率和現(xiàn)實(shí)的發(fā)現(xiàn)呈兩面性,在這種情況下,要么就是咱們“算錯(cuò)了”,要么就是在這背后隱藏著更恐怖的事情。
地球或許是外星生命囚禁人類的監(jiān)獄
說完了有關(guān)于外星人的理論,再來看看有關(guān)“鏡中人”的描述,正是如今科幻電影中經(jīng)常使用到的平行世界。
平行世界
你是否相信在你的身邊其實(shí)藏著另外一個(gè)“隱身的世界”,那里有一個(gè)和你一模一樣的人,但你們擁有的卻是截然不同的人生。
上世紀(jì)時(shí),有科學(xué)家在探索量子力學(xué)領(lǐng)域的時(shí)候,就發(fā)現(xiàn)了可能不止存在我們一個(gè)世界,因?yàn)橛钪娲蟊ㄖ跏怯锌赡苷ǔ鰺o數(shù)個(gè)宇宙的。這也就代表了,我們看到的世界并非“唯一”。
宇宙大爆炸的概念圖
多世界理論就此誕生,在這之后的慢慢發(fā)展下,平行世界這個(gè)名詞出現(xiàn),它是對多世界解釋做出的一種澄清。
牛津大學(xué)量子計(jì)算中心的物理學(xué)家德義奇表示,“存在一些平行的、完全的世界,它們在某種確定的意義上在相同的時(shí)間和空間中存在著,它們與我們共享同樣的時(shí)間和空間。當(dāng)世界面臨一種量子選擇時(shí),它就分裂成兩個(gè)不同的世界?!?/p>
平行世界的構(gòu)想圖
人們對于平行世界總是有著許多的幻想,期待自己在那個(gè)世界可以擁有更美好的人生,甚至有人將平行世界當(dāng)成了人死之后靈魂的歸處,認(rèn)為當(dāng)自己死亡之后,就有機(jī)會(huì)與逝世的親人朋友在那里再度相見。
平行世界中的另一個(gè)自己會(huì)是什么樣呢?
值得一提的是,除了平行世界以外,還有反物質(zhì)宇宙也讓科學(xué)家很感興趣。
反物質(zhì)宇宙
反物質(zhì)算得上是如今最貴的物質(zhì)之一了,因?yàn)樗闹圃旌捅4娑紭O為困難,一旦遇到物質(zhì)就會(huì)發(fā)生爆炸湮滅,轉(zhuǎn)化為巨大的能量。并且科學(xué)家在多年的找尋當(dāng)中,一直沒發(fā)現(xiàn)這種東西的蹤跡。
反物質(zhì)就是正常物質(zhì)的相反狀態(tài)
所以,不少科學(xué)家認(rèn)為在宇宙當(dāng)中可能存在“反物質(zhì)世界”,它們的空間矢方向與物質(zhì)世界相反,物質(zhì)的質(zhì)量越大體積反而就越小。如果從另一個(gè)角度來看,反物質(zhì)世界可能就是一個(gè)“無限”的空間,代表著“小至極則大”。
不過更讓大家擔(dān)心的就是,一旦物質(zhì)世界與反物質(zhì)世界之間的某種特殊屏障消失,那么二者相遇之后必然就是同歸于盡了。
反物質(zhì)宇宙與人類宇宙的構(gòu)想圖
問題是,我們面對這種死亡方式,是無法提前預(yù)測的。至于人類已知最可怕理論的結(jié)尾,就交給真空衰變來詮釋吧,看看它是如何壓軸的。
真空衰變
宇宙空間有一個(gè)神奇的特性,那就是高度真空。但是上世紀(jì)八十年代,有科學(xué)家指出,宇宙的真空狀態(tài)不是真的,而是偽裝的。在這種情況下,這種真空狀態(tài)可能會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生衰變。
在宇宙大爆炸模型當(dāng)中,隨著宇宙膨脹、溫度降低,經(jīng)過若干次相變才是最初的對稱性破缺,其中一階相變和偽真空的形成都與衰變密切相關(guān)。那么,真空衰變之后會(huì)發(fā)生什么呢?
宇宙大爆炸和宇宙膨脹示意圖
真空衰變的結(jié)果就是毀滅宇宙中的所有物質(zhì),并且這種毀滅是囊括了整個(gè)宇宙的,沒有天體可以幸免。
更讓人恐懼的是,這種衰變在真空環(huán)境中是以光速在蔓延的,這就意味著當(dāng)災(zāi)難近在眼前之前,人類都無法察覺到已經(jīng)“大難臨頭”了。
地球與我們的宇宙最終都會(huì)消失掉
雖然真空衰變就直接代表著終結(jié)宇宙了,我們也不用再掙扎了,但是在莫名其妙的情況下就死亡,對于人類來說還是很難接受的。不過從各種可怕的理論來看,我們對于宇宙而言確實(shí)“輕如鴻毛”。