宇宙五大未解之謎,科學家認為:可能人類永遠都找不到答案
更新于:2025-03-26 07:11:48

宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中存在很多人類不知道的奧秘,人類作為地球上最有智慧的生命,從人類誕生以後就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,經過幾千年的科技發展,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度很快,當人類走出地球之後,人類就開始不斷的研究和探索宇宙,根據科學家的研究我們能夠知道,宇宙誕生於138億年前,在138億年前,有一顆奇點發生了爆炸,奇點是一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點,這個點爆炸以後,我們的宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,我們的宇宙才膨脹成現在所看到的樣子,宇宙中的天體都是在宇宙大爆炸之後誕生的,我們的地球就是宇宙中的一顆行星。

地球這顆行星和其它行星最大的區別在於,地球誕生了生命,而其它星球目前科學家還沒有發現有生命存在的跡象,雖然現在人類已經對宇宙有了大概的了解和認知,但是在宇宙中依然存在很多人類無法解釋的奧秘,這些謎團一直都在困擾著我們,為此,科學家認為,宇宙中有5大未解之謎,可能人類永遠都無法找到答案,下面我們就一起來看看這5大未解之謎都是什麼?

第一個未解之謎——宇宙到底有多大?

根據科學家的研究我們能夠知道,目前人類可觀測宇宙的半徑大約是465億光年,那什麼是可觀測宇宙呢?這是一個以觀測者為中心的球體空間,我們能夠看到宇宙的邊緣,值得注意的是,可觀測宇宙的範圍並不是說我們在現有的觀測能力下看到的最大宇宙範圍,而是那些遙遠天體發出的光沒有足夠的時間來到地球從而被我們觀測到,這意味著,可觀測宇宙只是整個宇宙的一部分而已,那麼可觀測宇宙在整個宇宙中佔了多大比重呢?現在科學家也只能夠通過各種推論進行猜測,沒有人知道宇宙到底有多大,而且更重要的是,我們的宇宙現在還在不斷的膨脹當中,1917 年俄羅斯數學家弗裡德曼從不含宇宙學常數的愛因斯坦場方程出發,得出宇宙可能是動態演化的結論。

他假設宇宙在大尺度上是均勻而且各向同性的,在此基礎上得到了簡單的時空幾何度規形式(FLRW 度規),為宇宙膨脹的研究提供了理論框架。1927 年,比利時天文學家勒梅特提出“宇宙膨脹模型”,認為大尺度空間隨時間的推移而膨脹。1929 年,埃德溫·哈勃通過長期觀測,測量了許多遙遠星系的紅移,並通過測量每個星系中的一類稱為造父變數的可變恆星的表觀亮度來測量它們的相對距離。當他繪製出紅移與相對距離的關係圖時,發現遠處星系的紅移隨距離線性而增加,即星系的退行速度與星系和地球的距離成正比,得出了哈勃定律(v = Hd,v 表示星系退行速度;H 代表哈勃常數;d 表示星系與我們的實際距離),這是宇宙膨脹的重要證據。根據科學家的計算得出,宇宙膨脹的速度已經遠遠超過了光速。

這對於人類來說並不是一個好消息,這就意味著人類可能永遠都無法知道宇宙的邊界在哪裡,因為光速是宇宙中最快的飛行速度,任何有品質的物體都無法到達光速,也不可能超越光速,既然如此,那麼這就意味著我們不可能實現超光速飛行,而宇宙膨脹的速度已經超過了光速,所以我們永遠都不可能看到可觀測宇宙之外的空間,這就使得我們不知道真正的宇宙到底有多大,而且隨著宇宙膨脹的速度越來越快,最終我們會和所有的星系聯繫,對於人類來說,這是一件非常可怕的事情,目前科學家也正在積極的想辦法解決這個問題。

第二個未解之謎——宇宙命運之謎

宇宙的未來會發展如何?它的最終命運是什麼?關於宇宙最終的命運,科學家提出了3種不同的假說,分別是大撕裂假說、大凍結假說、大坍縮假說,這三種假說都預測了宇宙的一個最終的命運,大撕裂假說認為,隨著時間的推移,宇宙膨脹速度不斷加快,最終會超過物質之間的相互作用力,導致宇宙中的一切被撕裂出最基本的粒子,大撕裂是一種宇宙毀滅的假說,認為宇宙膨脹的加速度會不斷增加,最終會超過物質之間的相互作用力,導致宇宙中的一切被撕裂成最基本的粒子,這個假說最初是由美國加州大學伯克利分校的物理學家Robert Caldwell、Marc Kamionkowski和Nikolai Gnedin於2003年提出的。根據這個假說,隨著時間的推移,宇宙的膨脹速度會逐漸加快。這是因為宇宙中的暗能量密度相對於宇宙中物質的密度而言越來越大。

暗能量是一種負壓力,它的存在可以解釋宇宙加速膨脹的原因。當暗能量的密度達到一定程度時,他將會超過物質之間的相互作用力,物質將會被撕裂,這個過程被稱為是大撕裂。大凍結也被稱為“熱寂”,在這種狀態下,宇宙溫度趨近絕對零度(零下273.15攝氏度),生命都將不復存在,宇宙中的萬物將停止運轉,整個宇宙將陷入一片黑暗。該理論認為,宇宙應該是一個孤立封閉的系統,由於宇宙中的熵(系統的無序程度)一直在增加,宇宙最終會演化到一種熱力學平衡的狀態。此時,宇宙中的熵達到了最大值。當熵達到它的最大值時,宇宙中的所有能量將均勻地分佈在整個宇宙空間內,同時宇宙溫度也趨近(但並不能達到)絕對零度。在這種極端低溫條件下,萬物的運動變化幾乎趨於靜止,生命自然也就不存在了。

大坍縮理論認為,我們的宇宙不可能一直膨脹下去,宇宙之所以現在還在不斷的膨脹,是因為宇宙大爆炸所產生的能量還沒有完全消耗完,如果有一天宇宙大爆炸所產生的能量完全消耗完,那麼我們的宇宙就會停止膨脹,並且開始收縮,最終收縮成宇宙大爆炸之前的奇點,這個時候我們的宇宙就完全死亡了,當這個奇點受到某種擾動之後,宇宙大爆炸會再次發生,這時候新的宇宙就誕生了,這說明宇宙也是有輪迴的。不過宇宙最終的命運到底是什麼?目前科學家還在積極的研究當中。

第三個未解之謎——宇宙中星系數量之謎

曾經哈勃望遠鏡拍攝到了最深遠的宇宙圖像,在圖像中包含了3000多個星系,我們所在的銀河系直徑至少有10萬光年,不過銀河系僅僅是宇宙中一個微小的點,2016 年,由英國諾丁漢大學天體物理學教授克裡斯托弗·孔塞利切領導的一個國際研究團隊稱,可觀測宇宙中至少接近 2 萬億個星系。但也有觀點認為,基於哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡的抽樣拍攝數據,可觀測宇宙直徑 930 億光年只是真實宇宙範圍的 250 分之一,如果按此比例推算,星系總量可達 500 萬億個,但這隻是理論推測,因為距離地球超過 145 億光年的星系,遠離地球的速度超光速,它們發出的光永遠到不了地球,目前全宇宙 98%的星系都超過了這個距離。所以想要知道宇宙中到底有多少星系,就必須知道宇宙到底有多大?這樣才能夠計算出宇宙中的星系來。

第四個未解之謎——宇宙是如何誕生的?

宇宙是如何誕生的?這是人類走出地球之後,最想要知道的答案,現在很多人都知道,如今所有的星系都在遠離地球,這是因為宇宙一直在膨脹,這也意味著所謂的大爆炸,可能本身就是宇宙膨脹的產物,可能是宇宙膨脹到一定階段後,一些物質被快速扔了出去,就好像是一顆手榴彈爆炸一樣,宇宙大爆炸是由一個中心點爆炸形成的,開始向外輻射,而這個過程中,大量天體、星系隨之誕生,宇宙變得越來越大,並且一直在膨脹,科學家認為,宇宙是沒有盡頭的,宇宙未來會一直膨脹下去,也就是說,從大爆炸發生後的那一刻起,宇宙就是永生的狀態,不過還有的人認為,宇宙大爆炸是發生在多個地方,這意味著,如今的宇宙可能並沒有規律可言,它一直不斷變化著。

除了這些猜測之外,還有的科學家認為,我們的宇宙可能是高級文明設計出來的,這個猜測並不是科學家憑空猜測出來的,科學家發現宇宙中有很多基本物理常數,如引力常數、普朗克常數、電子電荷等,它們的值似乎經過了極其精細的調節。例如,如果引力常數稍微大一點或小一點,恆星的形成、行星的軌道以及生命的誕生都將變得幾乎不可能。這種高度的“微調”現象讓一些人猜測存在一個超越自然的設計者,可能是高級文明,精心調整了這些參數以創造出適合生命存在的宇宙環境。隨著計算機科學的發展,有人將宇宙與計算機程序進行類比。宇宙中的物質和能量遵循物理定律,這些定律可以被看作是類似於計算機程式中的演算法。

從微觀的粒子行為到巨集觀的天體運動,一切似乎都按照既定的規則運行。這種規則性和秩序性使得一些人認為宇宙可能是由一個具有高度智慧的高級文明編寫的程式,就像我們設計和編寫計算機程序一樣。所以有很多科學家認為,我們的宇宙可能就是高級文明設計出來的,只是這個設計系統太過於精妙了,我們現在還無法找出更多的漏洞來。

第五個未解之謎——生命是如何誕生的

科學家經過研究發現,地球誕生后的數億年被稱為是地球的早期,那時的地球大氣中充滿了氨、甲烷、水蒸氣和氫氣,這些氣體和地球表面的岩漿和火山噴發出的熱氣相互作用,形成了一個巨大的實驗室,在這個天然實驗室當中,這些簡單的氣體在極端的高溫和高壓下經歷了各種化學反應,生成了包括氨基酸在內的各種複雜的有機分子,這些有機分子就是生命的基礎,它們就像是生命的積木,能夠組成各種各樣的結構和不同的功能,這就是著名的原始湯理論,也被稱為是生命的熱源,這個理論認為,生命的誕生是在地球表面的一片原始海洋中,由於化學反應生成了大量的有機物質,這些有機物質慢慢組成成更加複雜的分子,最終形成了最初的生命。

除了這個猜測之外,還有的科學家認為,地球上的生命都是由彗星帶來的,在太陽系早期的時候,太陽系一片混亂,經常會出現小行星到處亂飛的情況,大量的彗星和小行星撞擊了地球,將水資源和其它生命元素帶到了地球上,這些基本元素是構成生命的主要元素,經過漫長時間的進化,地球生命慢慢誕生,最終變成了我們現在所看到的樣子,雖然這些說法都是科學家的猜測,但也是有一定道理的,小編認為,人類作為地球上最有智慧的生命,人類的科技發展進步很快,雖然人類已經對宇宙有了大概的了解和認知,但是想要解開宇宙中全部的奧秘,還是非常困難的事情。