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宇宙的真相是什么?人类就像突然在一艘不知道从哪里来、也不知道要往哪里去的宇宙飞船苏醒过来 , 茫然四顾 , 所有人都在失忆状态 , 因此一脸懵逼的开始了人生之旅 , 但每个人都只能经历在这艘飞船上的某个片段 , 精彩的片段则不断的传颂与继承 , 而人类正在试图将这些精彩片段拼凑出旅程开始前以及未来的旅程!我们能成功吗?
一、宇宙到底有多大?
这可能是人类最想了解的一个真相 , 人类根据宇宙大爆炸的模型推断出宇宙大约诞生于138.2亿年前 , 但由于宇宙的超光速膨胀 , 当前可观测宇宙已经膨胀到了465亿光年的半径!那么不可观测的宇宙呢?从哈勃常数67.8KM/S/MPC的宇宙膨胀速度计算 , 宇宙大约在144.2亿光年外膨胀超过光速!所以之外的宇宙我们是不了解的 , 简单的说就是这144.2亿光年的位置现在正处于465亿光年的可观测宇宙边缘处!在这之外 , 我们没有任何手段来观测 , 因为我们所有的手段都是光速(可见光 , 电磁波与引力波等)
但聪明的科学家利用了封闭空间曲率的原理 , 建立了测量宇宙是否是有限大小的模型 , 利用球面上建立的三角形的内角和大于180°的原理测量了宇宙的空间是否封闭!
上面三个模型 , 球体是大于180° , 马鞍形是小于180° , 而平坦宇宙则是刚好等于180°!那么测量结果如何呢?
因此天文学家利用了地球与微波背景辐射的位置建立了横跨半个可观测宇宙的三角模型 , 但测量的结果是无限接近于实际角度 , 也就是内角和无限趋近于180° , 这可能代表两个结果:
1、宇宙达到无法想象 , 我们到可观测宇宙边缘建立的模型完全不足以表达宇宙空间的曲率!
2、宇宙是平坦的 , 也就是说它是一个平坦且不封闭的空间!
也许这才是宇宙的真相?
二、宇宙未来的命运是什么?
大坍缩、大撕裂与临界平衡是宇宙的三个终极命运 , 但公认宇宙很难保持在这种临界平衡的理想状态 , 因此对于宇宙的未来我们只有两个选项 , 大坍缩和大撕裂
不过所有的观测数据都表明 , 宇宙正在加速膨胀 , 而未来似乎正朝着大撕裂大步前进!当然这个时间对于人类来说将是一个极其漫长的体验 , 甚至人类能否能一起到达都是一个未知数!但撕裂每一颗原子 , 无限趋近绝对零度似乎正是我们宇宙最终的目的!
宇宙的膨胀率(y轴)与距离(x轴)的图 , 与过去想必 , 现代宇宙扩张得更快 。
三、微观世界有尽头吗?
说完了宏观的宇宙大小与宇宙未来的命运 , 接下来聊聊微观世界到底有没有尽头!物质认识到原子到现在不过就百年的时间 , 而我们现在了解的原子内还有电子与原子核 , 再往下还有原子核内是质子与中子 , 继续往下则是上下夸克与胶子!
上图是微观世界的标准模型 , 但这就是我们世界的所有?欧洲强子对撞机发现了希格斯玻色子 , 从而揭示了质量的由来!那么引力呢?标准模型中有61种基本粒子 , 而这些基本粒子可以分为两大类 , 砖块与水泥 , 比如:
砖块:就是构成实体物质的上夸克 , 下夸克以及顶夸克 , 底夸克.....
水泥:传递力的媒介粒子 , 比如胶子与引力子等!
对了 , 咱就要说引力子 , 所谓的引力子是一个自旋为2、质量为零的玻色子 , 那么它真的存在吗?如果找到引力子 , 那么是否能为未来的反引力理论开辟出一条通道?
另外标准物理中并没有暗物质粒子的候选对象 , 欧洲强子对撞机LHC发现了希格斯粒子 , 那么环形加速器的长度达到了LHC的3倍的CEPC(中国)可以将希格斯粒子的测量精度提高至1%左右 , 比LHC精度高10倍 , 而且还能确认希格斯粒子的性质 , 是否与标准模型预言一致!还可能测量希格斯粒子的自耦合 , 对宇宙早期演化推测具有十分重大的意义!那么CEPC除了在希格斯粒子粒子上有所建树外 , 能否在暗物质粒子上有更大的发现呢?除了暗物质粒子以外呢 , 我们的标准粒子模型真的囊括一切了吗?
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