宇宙有多大
学界也有争论,很难说清楚。
如果距离地球1光年有一个高度文明的星球,人类会如何
目前发现的离地球最近的恒星是半人马座α星C,这颗恒星也叫做“比邻星”。它是半人马座α星这个三合星系统中的一颗。距离地球有4.22光年。这里也是科幻小说《三体》中的三体外星人所处的位置。
图:哈勃望远镜拍摄的比邻星
图:半人马座α的A、B、C三颗恒星和太阳的比较
科学家在比邻星发现了一颗处于宜居带的行星,但因为比邻星这种红矮星的耀斑爆发比太阳的耀斑爆发强烈至少10倍(已观测到一次在10秒内亮度增加1000倍的爆发),爆发期间,这颗行星受到的辐射是地球的4000倍。这样的爆发可能经历了很多次了,水和大气会在多次的爆发中被蒸发和破坏。所以这颗行星是不会有生物存在的。
图:太阳系和比邻星,它们之间是奥尔特云
距离地球1光年的地方是奥尔特云,奥尔特云处于太阳系和半人马座α星中间的位置,离太阳最近处约0.03~0.08光年,最远处可能达到了1.58~3.16光年光年。这里主要是冰微行星组成。它们围绕着太阳系,是长周期彗星的来源地。当然,这里不会有能够产生生命的环境。
前面的文字主要说的科学,后面笔者就来说说脑洞。
如果距离地球1光年的地方有一个高度发达的外星文明,那么这个地方肯定有一颗恒星以及至少有一颗围绕着它运转的岩石行星(类地行星),这颗岩石还得处于宜居带上。如果是这样,太阳和这颗恒星实际上处于同一个两联星系统中,在地球上应该肉眼可见这颗恒星。
图:联星
根据题主问题中的隐含条件:这个文明还没有来到地球(如果它们能够来到地球,就不会有这个问题了),可以推测它们还处于行星文明的阶段(注1)。它们还不能进行远距离的星际航行。
我们大约处于0.7级行星文明阶段。由于物理规律在这个宇宙的各处都是一样的,所以,它们的科技树很可能和我们差不多,领先我们不多。肯定掌握了无线电通讯技术。由于我们开始无线电通讯100多年了,它们应该收到了大量来自于地球的无线电,而且我们也应该收到了来自于它们发射的无线电通讯信号。这就是说,我们肯定已经相互发现了。
图:可以利用射电望远镜接受通讯信号
由于1光年的星际空间是它们和我们现阶段不能跨越的,这意味着相互之间不会产生实质性的威胁。但肯定会尝试相互通讯。虽然通讯信息需要至少1年才能收到。
通讯的基础就是建立一个相互理解的信息编码。这点可以先利用物理规律建立时间、长度等统一的度量衡编码,然后是数学方法编码,最后逐步建立语意的编码。建立这样的通讯可能需要数十年的努力。进行通讯的双方人员肯定是科学家,科学家最关心的当然是科学。可以肯定的是,在双方数十年的沟通后,应该取得了一定的信任,那么进行科学交流应该成为必然。地球的科技水平应该会有一个大发展。当然,在交流中,它们也会受到一些启发。
图:旅行者1号的金唱片,上面的图形就是基于物理学和数学的说明书
当一方或双方的科技水平达到可以进行星际远航的时候,肯定会尝试派遣人员进行交流。很可能会在双方星球之间的一个地方见面。在进一步达成信任后,可能会进行互派大使的行动。
笔者认为不会,它们生活的环境很可能和我们的地球不一样。微生物的威胁比核武器的威胁都要大,这个危险对双方都是一样的。而且,对于这个阶段的文明来说,大规模的星际远航也是不可能的,占领地球是不必要和危险的。适应地球环境甚至不如改造一颗星球来得方便。
高度发达的文明肯定也会明白一个道理:贸易获得的利益远比战争获得的利益大得多和持久得多。
注1:前苏联科学家卡尔达肖夫根据能源的利用能力对文明分类的分类,文明可以分为三个阶段:行星文明、恒星文明、和星系文明。行星文明可以利用母行星的全部能源,标志性技术是可控核聚变技术;恒星文明可以利用整个恒星系的能源,标志性技术是戴森球(即:环绕恒星的能源收集装置);星系文明可以利用整个星系的能源。目前银河系中不可能有星系文明,如果有,我们可以看见满天飞行的外星飞船了。
宇宙有多大
宇宙是怎样形成的自从人类具有理性思维以后,冥冥星空便成了人类注目的神秘之地。人们常常要问:宇宙究竟是什么?宇宙有多大?宇宙是怎样诞生的?它经历了什么样的过程,才演化成今天所见到的这个样子?以后又将会怎样?……无限的宇宙,蕴藏着无数未解之谜。 我们的祖先曾经用许多美丽的神话来解释一些他们当时无法解释的自然现象。关于宇宙的起源,有这样一个传说:起初天地没有分开,活像一个大鸡蛋。在这个鸡蛋里睡着开天辟地的鼻祖。在鸡蛋里睡了一万八千年,才不断长大了。有一次伸腿,蛋壳碰痛了他的脚趾,他疼醒了,发现自己四周被围,十分生气,便找来神斧,对准一个薄弱处,奋力砍去,他又砍又撑,使尽全身力气,终于使蛋壳破裂。 随着蛋壳崩裂的巨响,轻的东西向上飘,变成了天,重的东西向下沉,变成了地。位居天地之间的一日九变,长高一丈。又过了一万八千年,天升到最高处,地降到最深处,也长到了头,终于精疲力尽,像山崩一样倒塌下来,他的肢体化成了山岳,肌肉变成了良田,血液化为江河,筋脉变成了大陆,齿骨变成了矿物,皮毛变成了草木。 神话终究是神话。科学家们为了揭开宇宙形成之谜,进行了大量的研究,提出了种种假说。本世纪20年代,天文学家J。E。勒梅特首先提出“宇宙是由一个非常小的物体爆发而成”的看法,40年代,物理学家乔治·伽莫夫把这个爆炸叫做“大爆炸”,建立了“宇宙大爆炸”学说。 “大爆炸”理论认为我们的宇宙原是一个不大的、但密度极高、温度极高的火球。如果把现在生成的地球比喻为一只乒乓球,那么宇宙的圆球直径就好比足球场。大约在150亿年前,这个原始火球突然发生了惊天动地的大爆炸,把物质抛向四周,从此产生了宇宙。从那时起,宇宙开始膨胀,温度也随着空间的扩大而降低。 当宇宙年龄为10-44秒时,温度高达1032℃,在这以后一刹那,即经过10-34秒后,宇宙突然“暴胀”,就像大气球突然被大人猛烈一吹那样,宇宙发生了巨大的爆炸,爆炸使宇宙在刹那间扩大了1029倍。大爆炸后0。01秒,宇宙温度下降为1011℃;0。 1秒后,温度降到300亿度;在13。8秒后温度进一步降到30亿度;35分钟时,温度已降到3亿度。大爆炸后30万年,温度已下降到3000℃,宇宙开始变得透明了,在这期间也开始形成了化学元素。150亿年来,宇宙在不断膨胀,温度在逐渐降低,与此同时,产生和繁衍了生物。 有人像按比例尺画地图那样,将这150亿年的宇宙进化历程浓缩在一年里,使我们得到了一个极为直观有趣的“宇宙日历”:1月10日,大爆炸,宇宙脱颖而出;5月1日,浩瀚的银河系诞生;9月9日,太阳系问世;9月14日,地球形成;9月24日,地球上出现了原始生命;11月12日,绿色植物破土而出;12月26日,更高级的哺乳动物出现;12月31日0时22分30秒,原始人类站在地球上;23分46秒,北京猿人创造了火;23分59秒,历史衍续到春秋……宋代;24分,全球进入了迄今仍在继续的现代化社会。 可见人类历史只是宇宙岁月中极其短暂的一瞬。大爆炸宇宙论的创立,标志着人类用科学的思辨推开了通向宇宙的门扉,成为人类文明史上的重要里程碑。1964年,彭齐亚斯和威尔逊用射电天文望远镜在太空中发现了“大爆炸的遗物”3K微波背景辐射,证实了“大爆炸”理论的正确性,因此获得了1978年诺贝尔奖学金。 80年代,诺贝尔物理奖获得者丁肇中领导的研究小组在瑞士建造了名为“莱泼”的超级加速器来模拟宇宙爆炸。该加速 器周长有27千米,它的庞大身躯将从邻近瑞士日内瓦的平原,一直延伸到法国紫罗山下,所有的电缆、机器都深埋在地下50~100米深处。研究小组将约10亿伏特电子输入粒子加速器后,去和同样高压的反电子对撞。 这亿分之一秒的撞击,将激发出相当于太阳表面温度几百亿倍的高温,模拟天地初开时那一刹那:宇宙爆炸。1989年11月,美国发射了“宇宙背景探测者号”(COBE)卫星(简称“科勃”),12月,“科勃”首次探查深空时,看到了一个完美的宇宙,既无形状亦无变异,大爆炸的余辉是浩瀚、均匀的背景,以仅高于绝对零度的温度向四方空间辐射。 “科勃”证实宇宙始于一次猛烈的大爆炸而均匀扩张并冷却至现在的状态。美国科学家最近又观测到一距离地球150亿光年的云团,这是迄今为止所观测到的最大最遥远的物体,这些云团的产生和存在,是由于大爆炸造成的。美国宇航局的宇宙背景探测器(COBE)还发现了宇宙诞生中原始火球的残留物,该小组的最新结果表明,大爆炸宇宙学通过了最严峻的考验。 。
你对宇宙万物定律的大致猜想是什么
宇宙是五维时空结构
二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦推导出质能方程、四维空间模型,即由三维尺度加时间变量的稳态宇宙结构,基本诠释了太阳系、银河系部分天体运动规律,但无法完成相对论与量子力学的统一、形成统一场理论,无法解释黑洞及宇宙形成的本源。
天体物理学家在哈勃红移现象的误导下提出宇宙大爆炸理论即宇宙瞬间从无到有形成现有规模,这仅仅是臆测,人类对光传播的能量衰变并无深入研究、也无法准确探测深空场星系距离、规模,近代物理根据宇宙观测结果提出的超弦理论到是有点接近宇宙的运动机理,超弦构成的“星际长城”可能是宇宙中心“白洞”巨引源的震荡。
哈勃望远镜观测到银河系并非平直椭圆结构,而是一盘扭曲晃动的飞饼,这种结构需要在星系碰撞及其他额外引力作用下才能形成,静止不动的超级恒星爆炸无法形成黑洞,只有在被巨引源牵引高速运动时塌缩才能形成黑洞,这些现象都说明宇宙存在人类难以想象的超级巨兽“白洞”。
为了获得清洁能源,人类社会设计了核聚变反应堆——托克马克装置,即逆向还原物质的形成、通过氢元素聚变产生无限能量,这个装置又中心磁铁及环绕的线圈构成,应该是宇宙的真实结构,宇宙中心“白洞”引力形成了类似的托克马克装置,星系在丝状体弦上产生,无数像人造闪点的丝带与白洞构成宇宙,星系仅仅是宇宙瓜子而已。
由此可见,爱因斯坦采用的宇宙常数限制了最伟大科学家的想象力,如果把宇宙常数换成量子潮汐引力产量,绝对可以统一相对论与量子力学,形成统一场五维时空理论。
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宇宙是怎样形成
大约150亿年前,宇宙从绝对虚空中产生,那时宇宙温度极高,体积极小,密度极大。大约10(-27)秒之后,夸克和反夸克产生。10(-15)秒之后,夸克组合成重子。1秒时,质子和中子组合成氢,氦和锂的原子核。3分钟时,物质和辐射耦合,温度下降到10(9)度。300000年时,电子和核组合为原子,宇宙对于辐射变为透明的。10亿年时,温度为3000度,类星体和恒星形成,原始星系开始形成,合成重核的工作也开始了。现在,温度为3绝对度,宇宙的结构趋于稳定,生命高度发展。以上只是一个简单的描述,建议参考科普读物《时间简史》,《宇宙的最初3分钟》等。喜欢研究宇宙的奥秘是值得鼓励的,也许你不会在这个领域取得成就,但是,就像巴西全民踢球才有球星一样,普通人的科学素质是我们和平崛起的最主要动力之一。