宇宙是一個什麼形狀,人類是沒有辦法直觀測到的。這是因為我們身處於宇宙之中,有一句話說:不識廬山真面目,只緣身在此山中。就是說的這樣一種狀態。
不僅宇宙如此,甚至連銀河系的全貌也是想象畫出來的,它的參照物就是距離銀河系300萬光年之遙的仙女座大星雲。
人類的視角實際上是被銀河系的銀盤擋住了,因為太陽系就坐落在銀盤上。
一個圓周是360度,一角度是60角分,一角分是60角秒。視力極佳的人,肉眼的解析度大概是20角秒。根據三角函式公式,肉眼看清銀河系全貌的距離,等於銀河系的半徑乘以tan(20角秒),等於0.00097倍銀河半徑。
看清銀河系全貌需要垂直(一定要垂直)飛離銀河系銀盤的距離也不一樣。如果銀河系的半徑是5萬光年,我們只要垂直飛出銀河系銀盤48.5光年就可以看清。
同樣我們對宇宙的結構、大小和規模也是含有大量推測的成分。
1929年,美國天文學家哈勃發現了一種特殊的現象,他用望遠鏡觀察宇宙中的遙遠星系的時候,發現這些星系都在與地球連線的直線上做遠離地球的運動,這被稱為星系的退行。
而且退行的速度只和與地球的距離有關,和方向無關。這個退行速度是每326萬光年的尺度70公里每秒。
這被稱為哈勃常數。
2009年5月14號,歐洲航天局(ESA)發射了普朗克衛星,上面搭載著一個望遠鏡和兩臺無線電觀測裝置。
普朗克衛星的主要任務是探測宇宙微波背景輻射,以前所未有的精度來測量宇宙微波背景輻射中的微小波動,提供宇宙早期的清晰影象。
根據普朗克衛星的觀測,ESA認為宇宙是一個完美的封閉的球形。
結合哈勃觀測到的行星退行現象,可以認為目前宇宙是一個正在擴張中的三維超球體。
但是三維的超球體必須附著在四維的形體上,就如地表的二維球面必須附著在地球這個實體球上才會存在一樣。
所以,肯定存在一種更高的維度,也比我們觀測到的宇宙更大的結構。
我們經常會問:從時間尺度上來講,宇宙只有138億年,就在138億年之前,又是什麼呢?
有科學家認為,宇宙無始無終,始終在輪迴,我們只觀測到了本宇宙的一個片段。
天下霸唱的小說《鬼吹燈》裡面講到一個懸魂梯的概念。
但是實際上,懸魂梯並不是這個小說裡發明的。發明懸魂梯的是一個非常有名氣的科學家,而且他剛剛獲得了2020年的諾貝爾獎,他的名字叫做羅傑.彭羅斯。
●羅傑·彭羅斯 ,2020年諾貝爾獎得主,(Roger Penrose,1931年8月8日-),英國數學物理學家。
懸魂梯又叫做彭羅斯階梯,在真實的世界裡面懸魂梯是不存在的。
因為我們這個世界是三維的,懸魂梯必須在更高的維度存在。懸魂梯的形象只能出現在畫家的筆下。
●這是劍橋大學三一學院裡面的一個懸魂梯的展示圖,只有從一個特定的角度才能看到它製造無限迴圈的效果。
所有在平面圖畫中畫出來的無窮迴圈,都是利用了透視效果來達到的。
透視,就是一種從高維度向二維平面的投影。
當然,羅傑.彭羅斯的主要研究領域並不是懸魂梯,他和霍金是一對組合。就是他們兩個的組合,把黑洞的秘密完全展示給了人類。
彭羅斯獨創了一個學說,叫做共形輪迴宇宙學說Conformal Cyclic Cosmology。
共形輪迴宇宙學說核心思想:宇宙在永遠輪迴,一個宇宙的終點是另外一個宇宙的起點。
很多個宇宙相互聯結,構成了一個類似於懸魂梯那樣的結構。
因為宇宙是三維結構,所以從這個意義上來說,存在一個更廣大的宇宙,一個輪迴的宇宙,而本宇宙是那個宇宙的投影。
用霍金的話來說,宇宙是一個難以想象的形狀。
我們知道輪迴這種概念,其實在千年前就有,尤其是在藏傳佛教裡,轉世輪迴佔有很重要的地位。
輪迴的特點,有些東西可以穿越,有些東西不能穿越。
傳統意義上的輪迴,就是指靈魂可以穿越,但是肉體留下。
我們知道萬物都是由基本粒子構成的,包括我們的肉體,而基本粒子又分成兩大類:自旋為半整數的費米子和自旋為整數的玻色子。
共形輪迴宇宙學說認為在我們這個宇宙中,玻色子是可以穿越不同宇宙之間構成的邊界。
光子就是一種玻色子,所以按照彭羅斯的觀點,光可以穿越宇宙進行輪迴。這種穿越會在宇宙微波背景輻射上留下一些同心圓的結構。
現在科學家已經在微波背景輻射上發現了這樣的結構。
如果我們認為人類的靈魂是由某種玻色子構成的話,那生命輪迴也有可能。
彭羅斯階梯、共形輪迴宇宙以及生命的輪迴,在核心思想上是相通的。
那麼我們在現宇宙中,為什麼沒有辦法體驗到這種輪迴呢?可能的解釋就是,輪迴只在更高維度發生,而現實世界只是高維世界的投影。