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為什麼我們所看到的宇宙,并非是真實的宇宙?
2024/04/19

從古代起,人類就對宇宙充滿了好奇和探索沖動。然而,我們所看到的宇宙,并非是真實的宇宙。這個論斷聽起來可能有些難以置信,卻是經過科學證實的。那麼,背后的科學原因究竟是什麼呢?

首先,我們來說說四維時空的概念。根據愛因斯坦的相對論,我們的宇宙是由時間和空間構成的。時空不是一個靜止的舞台,而是一個活躍的、可以被物質和能量影響的實體。如果我們以光速前往星際空間,在無引力影響的狀況下扔出一個小球,它會沿直線永遠前進。但由于各個天體質量的存在,它們會改變周圍時空的結構,使其產生曲率。

舉例來說,我們以銀河系和仙女座星系為例。兩者之間的時空結構發生了扭曲,從而互相吸引,預計在大約40億年后,它們將合并形成一個全新的巨橢圓星系。盡管兩者漸行漸近,但宇宙中絕大多數星系確在遠離我們。這個現象的原因在于宇宙正在以超光速膨脹,同時我們也能觀察到由此產生的神奇紅移現象。

除了宇宙級別的時空曲率,我們身邊的星球也在影響著時空網格的變化。以地球為例,受到太陽巨大質量的影響,地球周圍的時空結構發生了彎曲。即使地球運行軌道在遠離太陽,卻也被太陽的曲率結構不斷拉回,這就是我們為何能夠穩定運行在太陽系中的原因之一。

那麼,時空曲率對地球表面有什麼影響呢?我們以蘋果為例,當你身處地球表面,時空會將蘋果拉向地球中心。

同樣的道理,也適用于月球和地球的潮汐作用。月球通過潮汐力和地球自轉,影響著地球上海洋的流動。

當我們探索到地球內部,我們也能發現時空曲率仍將所有物體推向中心。在這里,熾熱的地核向外施加壓力,防止地球發生坍塌。這些現象,并不是肉眼所能直接觀察到的,但科學家們通過精細的儀器可以感知和測量。這正是愛因斯坦廣義相對論的彎曲時空現象所揭示的奧秘。

或許最令人著迷的時空曲率體現在恒星的終極命運上。例如太陽,它最終會形成一顆白矮星,而其他質量足夠大的恒星,則可能形成中子星或黑洞。黑洞不止能極限拉伸周圍的時空結構,也能改變光線的軌跡。黑洞的存在甚至讓我們聯想到平行宇宙的可能性,盡管我們現在還無法完全理解它。

總而言之,我們所觀測到的宇宙并非真實的宇宙,因為它的真實面貌被時空的曲率所影響。而探索這背后的科學原因,不僅令人著迷,也拉近了我們與宇宙的距離。對宇宙的探索和認知,永遠充滿了未解之謎和無限可能。

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