首頁>科學>

當人類在科技的幫助下走出地球,看到浩瀚的宇宙,才知道地球和人類的渺小。對於宇宙,人類充滿了好奇和無限的探索慾望,可是面對不知道有多大的宇宙,人類似乎又有點絕望。

每一人科學家都想揭開宇宙的終極奧祕,那麼宇宙的終極奧祕有哪些呢?對於宇宙,人類最想知道的就是宇宙是如何誕生的,雖然現代科學認為宇宙起源於一次奇點大爆炸。但是仍然有很多的問題讓人們迷惑,比如宇宙大爆炸之前是什麼樣子?發生宇宙大爆炸的這個奇點是如何來的?它是天然形成的還是人為製造的?

宇宙的基本物質有哪些,最少的宇宙元素是什麼?宇宙生命是如何誕生的等等,這裡面的每一個問題都不是人類現在有科技能夠想象的。100多年前,物理學家馬克斯·普朗克就發現,空間和時間都有不可分割的最小單位。後人將最小的空間尺度稱為普朗克長度,即10^-35米;最小的時間尺度為普朗克時間,即10^-43秒。

人類目前已知的所有物理學定律在普朗克尺度都失去作用。大型強子機(LHC)是科學家研究高能粒子的利器,它能將質子加速到光速的99.999999%,但也只能將宇宙的真相追溯到一隻蘋果大小的時候。再往前,就是一面凡人無法逾越的高牆。

愛因斯坦時代,科學家提出了浩瀚的宇宙實際上是由四種基本力組成,它們是強核力、弱核力、電磁力和引力。四種力最弱的是引力,它們在其中三種面前,就是大象和螞蟻的區別。而廣義相對論是引力“王國”的統治者,愛因斯坦一生對引力的研究取得了輝煌的成績。

可是愛因斯坦同樣知道,相對於其它三種力,引力實在是太弱小了,人類即使將引力的奧祕完全掌握,也只不過是掌握了一隻螞蟻,在其中三種引力大象面前,根本不算什麼。愛因斯坦在晚年曾窮盡全力想要建立大統一理論,就是將四種力統一起來,創造一個解答宇宙所有祕密的“萬物理論”,但卻未能如願。

到了現代,科學家已經能夠將弱核力和電磁力統一在一起,但想再走一步卻困難重重。其中一個最大的難點就是建立一個超級強大的粒子加速器,這個加速器要覆蓋整個太陽系,稱之為恆星級粒子加速器,可以以人類的科技,這種級別的粒子加速器理論上實現都困難,更不要說成為現實了。

科學家認為,人類目前的科技水平還遠遠無法突破普朗克尺度。要想破解宇宙大爆炸之謎,就必須建造能量更高,規模更大的粒子加速器。而四種基本力完全有可能在極高的能量下統一起來,奏出一首美妙的“和絃”,那麼當未來有一天,人類能夠建造恆星級的粒子加速器的時候,是否就能夠揭開宇宙的終極奧祕呢?

答案估計也是不大可能的,我們先不說微觀宇宙世界的奧祕,就從巨集觀的角度來看,人類想要真正了解宇宙,首先我們要能夠看到宇宙的全貌,走遍宇宙的每一個角落。遠古時期的人們對地球的了解非常少,不知道地球有多大,也不知道地球都有哪些祕密。隨著人類走進科技時代之後,交通工具越來越發達,有了速度的優勢,我們可以走遍地球的每一個角落,可以走出地球。這個時候地球的很多祕密也被我們逐漸揭開,當然對於現在的地球,仍然有深海及地球內部還有著不少的祕密。

由此可見,速度才是王者,面對浩瀚的宇宙,我們仍然需要速度的優勢才能走遍宇宙的每一個角落,甚至走到宇宙的邊緣或者走出宇宙,那個時候宇宙的很多奧祕也就能夠被我們揭開。那麼人類有希望走遍宇宙的每一個角落嗎?

想要走遍宇宙,就需要有超快的宇宙飛船,飛船的速度要達到多快才行?宇宙的基本速度單位是光速,所以光速在宇宙尺度上是最慢的速度,那真正的速度必然要實現超光速才行,那麼需要多少倍的超光速?幾十倍,幾百倍甚至幾千倍估計也是無法實現人類走遍宇宙的夢想。

宇宙在爆炸之後膨脹的速度超越了光速,人類現有科技能夠觀測的宇宙範圍達930億光年,而這個範圍可能只是宇宙的冰山一角,或者只是宇宙的塵埃一樣的地方。就算是現在的930億光年,人類想要走完,那飛船的速度需要多少倍光速?是一個我們無法想象的速度。

那麼人類以人類科技的發展速度,要實現光速飛行可能沒有千年以上的時間是不行的,而超光速要實現恐怕就要以萬年為單位了。而超光速又分為很多個級別,每一個級別的提升都需要人類付出漫長的時間,那麼當人類飛船的速度達到一萬倍光速的時候,人類文明有可能已經過去了幾十億年,關鍵是人類文明能夠延續如此漫長的時間嗎?

可即使人類在幾十億後,飛船的速度實現了萬倍光速,那是否能夠走到宇宙的邊界或者走出宇宙仍然是一個未知數。而隨著人類對宇宙的認知越來越多,反而感到越來越恐懼和害怕,這是為什麼?

人類之所以感到害怕,是想到了一種可能,關於我們這個宇宙可能的來歷。宇宙如果是來源於奇點大爆炸,那個這個奇點是如何來的,宇宙大爆炸的發生真的是自然而為嗎?會不會存在人為的可能?如果是在過去,有人說我們的宇宙是被創造出來的,相信很多人都會認為是胡說八道。

可是隨著我們對宇宙的不斷探索和研究,有不少人對此產生了疑問,人類走進科技發展的時代才不過數百年,已經創造了如此多的偉大成就,而我們也認識到了科技的力量,世界萬物沒有科技無法解釋的,沒有科技做不到的。只要科技力量足夠強大,創造宇宙,毀滅宇宙似乎不是沒有可能。

科學家提出了多元宇宙的猜想,認為宇宙不是唯一的,在我們的宇宙之外有更廣闊的空間,存在著很多和我們宇宙相似的宇宙。如果多元宇宙是正確的,那麼不同的宇宙年齡自然是不同的,我們的宇宙誕生了138億年,有可能只是一個年輕的之內。宇宙之外的空間可能存在著已經誕生上千億年甚至上萬億年的古老宇宙。

我們的宇宙能夠誕生文明,那麼其它的宇宙自然也可以,而那些古老的宇宙更有可能存在我們無法想象的強大文明。如果一個古老的文明科技已經發展了數百億年,他們自然也會做一些各種科技實驗,比如像創造宇宙這種事情就有可能發生,有人猜測,我們的宇宙會不會就是誕生於一次高階文明的一次粒子對撞實驗?聽起來很荒謬,但仔細想想也不是完全沒有可能。

如果人類文明能夠一直延續發展下去,人類的科技也發展了數百億年,或許人類也會掌握宇宙級別的粒子對撞機,這種級別的對撞擊有可能跨越數萬光年甚至更長,那麼這樣的粒子對撞實驗能夠發生什麼是我們無法想象的,有可能創造一個宇宙也是有可能的,而粒子對撞實驗本身就能夠產生超乎想象的能量,這一點跟宇宙大爆炸非常相似,其中是不是有什麼聯絡,還需要科學的不斷探索和發現。

普朗克時間,是指時間量子間的最小間隔,即普朗克時間,為 1E-43秒(即10-43s)。沒有比這更短的時間存在[1]。普朗克時間=普朗克長度/光速。(注:1普朗克時=0.000000000000000000000000000000000000000001秒)

歷史起源

在100多年前的1900年,物理學家馬克斯·普朗克發現,能量可以分為不可再分割的單位,並將其命名為“量子”。為了描述量子的體積,人們通常使用基本量子即普朗克量子來形容。這一發現標誌著量子力學的誕生,其對科學發展起的作用超出普朗克本人的想像。普朗克長度為10-35米。普朗克時間為10-43秒。如何超越普朗克長度和普朗克時間還是個謎,因為現行物理定律在這個範圍內就失效了。

普朗克尺度

普朗克尺度,即HBAR,C,G都取為一時得到的時間,長度,品質尺度。

普朗克常數也使用於海森堡不確定原理。在位移測量上的不確定量(標準差)Δx ,和同方向在動量測量上的不確定量 Δp,有如下關係

經典廣義相對論的奇性不可避免,所以標準大爆炸模型中時空存在著零點,給了上帝一個容身之地。但是考慮到量子力學的不確定性原理,一些基本量度,譬如長度和時間具有不確定性。不確定的程度由普朗克常數決定,從該常數可以定出最小的長度量子,即普朗克長度,為10E-33釐米,這遠遠小於原子核的尺度。測量任何長度不可能比這個更精確,而且比普朗克長度更短的長度是沒有意義的。同樣,作為時間量子的最小間隔,即普朗克時間,沒有比這更短的時間存在。

普朗克在1900年研究物體熱輻射的規律時發現,只有假定電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份地進行的,計算的結果才能和試驗結果是相符。這樣的一份能量叫做能量子,每一份能量子等於hv,v為輻射電磁波的頻率,h為一常量,叫為普朗克常數。普朗克常數的值約為:

h=6.6260693(11)×10-34J·s,或

h=4.13566743(35)×10-15 eV·s

其中電子伏特(eV)為能量單位,1eV約為1.6021766×10-19焦耳。

普朗克常數的物理單位為能量乘上時間,也可視為動量乘上位移量:(牛頓(N)·米(m)·秒(s))為角動量單位[3]。

另一個常用的量為約化普朗克常數(reduced Planck constant),有時稱為狄拉克常數(Dirac constant),紀念保羅·狄拉克。狄拉克常數 。其中 π 為圓周率常數 pi。狄拉克常數

念為 "h-bar" 。

普朗克常數用以描述量子化,微觀下的粒子,例如電子及光子,在一確定的物理性質下具有一連續範圍內的可能數值。例如,一束具有固定頻率 ν 的光,其能量 Ei可表示為:Ei=hv。

有時使用角頻率 ω=2πν :E=nћw

許多物理量可以量子化。譬如角動量量子化。 J 為一個具有旋轉不變數的系統全部的角動量, Jz 為沿某特定方向上所測得的角動量。其值:J=j(j+1)ћ=mћ,j=0,1/2,1,3/2,2,... ; m=-j,-j+1,...,j

因此,可稱為 "角動量量子"。

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 為何會有夢境?科學家給出另一個猜測:或是意外走入高維空間