第一樣本—時空

"玄"

隨著現(xiàn)代物理的快速發(fā)展诈乒,宇宙的神秘面紗被一層層揭開贴唇,仰望宇宙時總為其精妙和深邃所折服丽柿,若要論神奇,恐怕神話故事在宇宙面前也要黯然失色蔗包。

《西游記》中兵器排行榜第一名的秉扑,無論是如意金箍棒,還是九齒釘耙,它們都是在太上老君的八卦爐里舟陆,以六丁神火煉制出來的误澳。

在大爆炸的初期,宇宙體積極小秦躯,密度極大忆谓,溫度極高,在接近1.4億億億億度的高溫下踱承,演化出時空倡缠。

此后,宇宙持續(xù)膨脹茎活,溫度一直下降昙沦,再也沒有出現(xiàn)極端的條件,足夠在整體上顛覆時空結(jié)構(gòu)载荔。

1.4億億億億度比六丁神火如何盾饮,這似乎是煅造宇宙的溫度;時空比如意金箍棒如何懒熙,可大可小,可演化出萬物萬象工扎。

神奇的表象徘钥,離不開神奇的樣本:我們共同所處的時空。

"玄之又玄肢娘,眾妙之門"

"空"

很難想象吏饿,沒有了時空的微觀粒子、宏觀物質(zhì)會以什么形式存在蔬浙。但是可以想象猪落,在宇宙極早期,還沒有任何物質(zhì)畴博,沒有基本粒子笨忌,宇宙里只有空間【悴。空間本身就是演化出來的一種事物官疲,作為這個宇宙后來演化的基石。

至今亮隙,我們所處的時空或許已經(jīng)存在138億年途凫。看似空無一物的“真空”溢吻,看似無用维费。無用之用果元,是為大用。

時空出現(xiàn)在宇宙極早時期犀盟,我們用科學(xué)方法探索時空卻始于近代而晒。人類認(rèn)知大多始于表象,從表面現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律阅畴,然后探尋其本質(zhì)倡怎。

物理學(xué)家左手望遠(yuǎn)鏡,右手顯微鏡看向宇宙的最深處和空間的最細(xì)微之處贱枣,觀察天體運(yùn)動监署,尋找基本粒子,研究光電磁等現(xiàn)象纽哥,一步步尋根探源钠乏,種種表象的背后,其實現(xiàn)機(jī)制或許都隱藏在時空的秘密當(dāng)中昵仅。

時空看不見,抓不住累魔,萬物時時刻刻身處其中摔笤。

"出六根門頭,出入來去垦写,通暢自如吕世,運(yùn)用萬端,無滯無礙"

在愛因斯坦的狹義相對論中梯投,時間和空間不再是絕對的和分離的命辖,而是一個相對變化的統(tǒng)一體,即時空分蓖。而光速是測量時空的共同尺子尔艇,物體穿越時間的速度與穿越空間的速度之合為常量c,大約每秒30萬公里么鹤。推到廣處终娃,萬物都以同樣的速度在時空中穿梭,穿越時間的速度與穿越空間的速度之合為c蒸甜。

廣義相對論描述的時空在整體上是平滑均勻分布的棠耕,點綴其中的星系造成了局部時空不同程度的扭曲。用一句話來概括廣義相對論:“物質(zhì)告訴時空如何彎曲柠新,時空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動”窍荧。

相對論方程組描述了各種條件下的天體在空間中的存在形式,由于過于超前而不被同時代的人完全理解恨憎,證明其正確性的樣本被找到蕊退,已是理論發(fā)表之后數(shù)十年。

在量子力學(xué)的世界里,虛無的時空并不是真正的空無一物咕痛,而是充斥著各種運(yùn)動痢甘,微觀粒子不停的產(chǎn)生和消亡。

弦理論認(rèn)為茉贡,空間中存在一些額外的維度塞栅,這些額外維度會和自身重疊,糾纏成一個超級復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)腔丧,這些維度只存在于極微觀世界且無法觀測放椰。

把空間想象成純凈的水,生活在水的魚感覺到水是連續(xù)沒有縫隙的愉粤,而構(gòu)成水的水分子砾医,氫原子,氧原子都有精細(xì)而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)衣厘。

空間就像一個碩大無比的軟體物質(zhì)如蚜,填滿整個宇宙。穿梭其中的影暴,大到星系错邦,小到微觀粒子都和空間進(jìn)行著能量交換。能被察覺到的能量交換型宙,以聲撬呢、光、電妆兑、熱魂拦、磁等形式被人類感官感知。

時空與物質(zhì)的合力搁嗓,使物質(zhì)呈現(xiàn)千萬種形態(tài)芯勘;光子在時空中穿梭,使物質(zhì)被看見腺逛;時空的光借尿,電,磁屉来,波等性質(zhì)支撐人類通信技術(shù)一路發(fā)展路翻。所有事物都離不開空間,都以空間為中介茄靠。人類對時空的了解只是皮毛茂契,對時空的開發(fā)只是表面,而帶給人類的福澤已是如此豐厚慨绳。

在宇宙138億年的歷史中掉冶,時空持續(xù)膨脹真竖,現(xiàn)可觀測體積大約為930億光年。時空中演化出微觀粒子厌小,演化出量子力學(xué)規(guī)律恢共,演化出宏觀物質(zhì),演化出相對論規(guī)律璧亚,演化出認(rèn)知系統(tǒng)讨韭,通信系統(tǒng),在演化中癣蟋,認(rèn)知系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律透硝,運(yùn)用規(guī)律。

在空間上疯搅,小至普朗克長度濒生,大至整個可觀測宇宙的930億光年;在時間上幔欧,從138億年前直到現(xiàn)在罪治。這樣的時空范圍,是人類目前無法跨越的邊界礁蔗,所有的科學(xué)知識和想象力觉义,已知的現(xiàn)象和物質(zhì),各種形式的人類成果瘦麸,都僅限于時空邊界之內(nèi)谁撼。

5%的可見物質(zhì)無法主導(dǎo)宇宙的演化歧胁,我們看見的這些物質(zhì)并不是宇宙的主體滋饲,只是鑲嵌在空間中點綴,或許恰好因為少而顯得彌足珍貴喊巍。

時間依然往前屠缭,空間繼續(xù)膨脹,有限無界崭参。

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