宇宙相对论

宇宙相对论
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引言
广袤的宇宙中有数个星球,星球中又孕育了数个生命,那么在宇宙之外,又存在些什么呢?
弦理论告诉我们,宇宙是以多维度形式存在,宇宙是由11个空间组成的,每一个空间代表一个维度,每一个维度又有无数的宇宙存在,这些宇宙相互独立,互不干涉。所以三维空间的人类无法理解四维空间的奥秘和科学。未来如果人类能够证实现在的理论,那么多维空间的存在将会成为事实。那个时候,平行宇宙论或许也就会成为现实。
多维度宇宙:弦理论
在日常生活中充满了许多不确定性因素,你无法预知明天究竟会发生什么。
奥地利著名物理学家薛定谔提出过一个思想实验,这就是物理学四大神兽之一——薛定谔的猫。它是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。
镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就会活下来。
根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔的猫”。
但是,不可能存在既死又活的猫,就必须在打开容器后才知道结果。
什么是量子叠加?
更多关于“量子力学”请见补充(即附2)
量子叠加,就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。
比如,光子是光能量的最小单元,不存在“半个光子”,同理,也不存在“半个氢原子”“半个水分子”等。
量子世界中有两个基本原理:
量子纠缠,类似孙悟空和他的分身,二者无论距离多远都“心有灵犀”。当两个微观粒子处于纠缠态,不论分离多远,对其中一个粒子的量子态做任何改变,另一个会立刻感受到,并做相应改变。
小小的量子有一个非常奇怪的特性,那就是量子叠加 。
在量子世界,只要没有人来干扰 (这一说法叫测量或者观察),你的状态就是不确定的。就像一二三木头人一样,因为这些不确定性,所以量子不能被精确复制
叠加状态会引起量子纠缠 ,这也成了量子随机事件的依据之一。
爱因斯坦提出相对论之后,对宇宙之外的样子提出了自己的观点,他认为宇宙之外有着无数的宇宙,和我们一模一样的宇宙,也就是平行宇宙。而支持平行宇宙论的基础科学就是弦理论。
但我认为在我们之外的宇宙内的所有物质可能不尽相同
爱因斯坦相对论告诉我们,时间的快慢跟速度呈现反比关系,速度越快,物体的时间就越慢。
当物体的速度无限接近光速的时候,时间也就会无限接近停止,如果速度超越了光速,那么理论上时间就可以倒流。
1943年,一位科幻小说作家提出了一个对后世影响巨大的“祖父悖论”。
什么是“祖父悖论”?
简单来说,假如时间机器是存在的,那么小明穿越时空回到过去,在自己父亲还没有出世前杀死了自己的祖先之后所引起的一系列矛盾,也就是我们常说的蝴蝶效应。
注:这里写的是祖先,后面为了便于理解,用的是祖父
如果小明回到过去杀死了自己的祖父,那么自己的父亲就不会出现,那么自然也就不会有小明的存在。若小明不存在,那么就不能回到过去杀死了自己的祖父。
当这个悖论被提出之后在科学界引起了很大的轰动,不少的科学家从中醒悟:理论上存在的时间旅行,时空穿越或许在现实中是根本不存在的。
即使真的有某种方法能够回到过去,或许我们看到的也只是一些时空留影,而无法真正去人为进行改变,自然也不会引起蝴蝶效应。
| 如果我们能穿越时空回到过去,前往的时空中,只是另一个与这个时空相似的平行宇宙,即多元宇宙论。 |
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在此之前,平行宇宙中与你所在的本宇宙可能相同;
但我认为:这可能并不相同,即大概上与本宇宙相差不大,仅个人微小上可能不是完全相同。
同一时刻在平行宇宙的一个宇面中相对不同。比如在7:30你喝了一杯水,相对于其它平行宇宙你可能也与本宇宙的你一样、喝了一杯水;也有可能你被水被呛到了;也有可能你压根就没喝水,那么仅在那一时刻。过了那段时间,平行宇宙就会开始进行一种类似于“自我修复”的样子,也就是在本宇宙中无论你做什么最终都会归到一点。
我把这个结论称为”宇宙结局的唯一性”
当然除了平行宇宙也有其它的说法,分别是 生命体假说、多重宇宙说、无限宇宙说、多层宇宙说。
注:我并不是很认同平行宇宙这个观点
什么是多层宇宙说?
霍金的时间简史中提及,宇宙可能是平坦的,而宇宙就驮在一只大乌龟的背上,这只大乌龟又踩在另一个宇宙上面,由另一只乌龟驮着,他们就这样一层叠加一层,直到无穷无尽。这就是多层宇宙说中的乌龟塔假说。
如下图:乌龟塔假说
什么是生命体假说?
也许宇宙就是一个巨大生物的细胞,或者说宇宙本身就是一个巨型生命体,我们看到的恒星、行星是这个生命体内某个细胞里面的细菌。而星系、星系团这一纵横交错、复杂的宇宙网络就相当于大脑神经元组织,除了大脑与宇宙有许多相似之处,最重要的还都处于运动状态。不少的科学家还挺支持这种假说,并且还为此发表过一些科学研究论文。
什么是无限宇宙说?
这种假设认为,我们的宇宙本身就是一个巨大的无限空间,没有宇宙之外一说,就是一个单一的空间。不过这种假说就难以解释宇宙大爆炸理论了,因为单一空间不存在膨胀,反而是在这个空间中有一个小泡泡就很好解释了。这个泡泡诞生在138亿年前,诞生之后就开始不断膨胀,不断占据着这个无限的空间。而人类就生活在这个泡泡中,就像一间看不见边际的房间,有一个正在膨胀的气球,而我们就生活在气球中,我们身处这个空间看到的气球就是我们看到的宇宙。
什么是多重宇宙说?
如果站在宇宙之外,可能看到这样的场面,宇宙原来就是一个个球面,宇宙之外是这样的,像一个个气泡般的宇宙,无数个气泡在宇宙之海里游荡,还会看到宇宙不断消亡和重生,这就是多重宇宙说。简单理解就是很多个宇宙,我们只不过生活在其中一个而已。
霍金曾比喻到,宇宙的起源就像沸水里的泡泡,有的出现,有的破裂,这就是宇宙的膨胀和坍缩。有些泡泡膨胀到一定程度没有破裂,就形成了今天的宇宙。
附1:
时间观念是由人提出的。
打个比方,你在火车站等人时,总觉得时间过得很慢,你要闲下来,打打游戏,又觉得时间过得很快。这就是人的“心理时间观念”
爱因斯坦为我们描述了这样一种时空概念:时空是弯曲的?
牛顿时空观认为空间是平直的,各向同性的和各占同性的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(固而也是绝对的)
狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时室整体,并不存在绝对的空间和时间。
所以时间的本质即为时空。
之前说过在宇宙外存在着平行宇宙,想象下,周围漆黑的一片,随着视角的不断拉远, 渐渐地远离我们所在的宇宙。再拉远,又有无数个宇宙出现在面前,它们排到紧密、有序、间隔也不大,这就是平行宇宙。
注:这里的’间隔也不大’应是:随着缩小,间隔也不断变小
注:这里的平行宇宙是指时间的变形
我认为:
每个时间点(每一分、一秒)都是一个独立的空间,把这个空间理解成宇宙或地球
你的每次决定(选择)都会产生不同的结果
注:上文和下文中为了便于理解,可能会使用”做的一件事”
也就是每个时间点都是一个地球,我们所做的每一件事都会导致不同的结果,但在之前又说过,在宇宙中无论做什么,都不会改变事情的结果,命运也许早就已经被规定好了;这是因为我门每个人都是一个微小的个体,个体所做出的行为太过微小,不至于直接导致宇宙的时间线造成崩坏,所以并不会改变宇宙的结果
这里我画了一幅图便于理解
注:注意这里用的是时间’点’(时间点指的是一个具体的瞬间;而时间段指的是一个时间点与另一个时间点之间的时间差)
附2:
那么再说回量子力学——以下是一些说明
①量子力学研究的是微观世界的物理现象,微观和宏观世界的物理原则完全不同,就像低维和高维。
电子绕原子核运动的轨迹完全不能预测,电子下一秒在哪里和初始状态不是线性关系,但可以用统计学尽可能的描述电子可能的分布区域
宏观和微观世界的分界线——原子
所以说,上帝掷骰子吗?是这个问题
②量子是什么(一个现象的分析:热水放凉)
热水分子运动更加激烈,热水分子撞击空气分子,将动能传递给空气分子。所以,能量传递,靠的是分子间的相互作用。
宏观世界里,温度降低是连续的,也就是说,能量传递是连续的。
但在微观世界里,能量降低是间断的。是依靠基本粒子相互交换来实现的,比如光子。基本粒子是不可再分的最小的粒子
一个光子携带的能量,是微观世界传递过程中的最小单位。假设一个光子携带能量为A,那么只存在整数倍A的能量,而1A是最小的能量,这就是能量量子化
量子:不可再分的基本单位。
反过来说,不可再分的概念,就可以被称为量子化。比如光子。
前提:微观粒子的呈现状态是波
③量子叠加和量子纠缠
和宏观中的水波声波不同。微观中波的尺度无限远,波的能量聚集在某个固定的空间尺度上,形成波包。
波包越聚集,越像粒子。越分散,越像波。
测不准原理:
事实上,测不准原理正是由波粒二象性造成的,这个波包越聚集就越像粒子,越分散就越像波。
波包有两个显著的物理量, 一个是位置、一个是动量。你可以将波包的位置理解成宽度,动量理解成能量, 如果我们要测量这个波包的位置,那么就需要用光子撞击波包,通过光子探测到的信息就可以确定波包的位置。 但你会发现这样得到的波包位置(宽度)范围比较广。
如果想要得到更加精确的位置,你就必须提高光子的能量去撞击波包,导致波包吸收能量后更加聚集,所以宽度就越窄,更像是一个粒子,位置也就测得越精确。 但这时候位置是测得精确了,又因为波包吸收了光子的能量,导致动量增加,所以波包的动量就和起始的动量相差甚远,所以你测量到的动量信息就越不精确,就得降低光子的能量,所以位置就测量的越不准确。
对于这个现象,海森堡认为:粒子(波包)的位置和动量信息不能同时精确测量,位置测得越精确,动量就越不精确,并且认为这主要是由于测量仪器发射的粒子造成的。
但是当代的量子理论认为,海森堡的这种解释并不是十分正确。测量仪器固然会对被测量的对象造成干扰,但是这不是主要原因
主要原因是粒子的本质就是波包,测量波包的精确位置,就相当于测量绳摆产生的波动位置这是毫无意义的,因为波就不可能存在完美的位置。 测量动量也是这个道理,粒子不存在完美的动量。
所以现代物理学认为:测不准原理的本质并不是实验仪器造成的,而是微观粒子的内禀属性,用测不准原理这一物理名词会误导大众, 让人误以为是人类科技手段有限造成的测不准,如今测不准原理早已被改成不确定性原理。
量子叠加:也就是态叠加测量之前,这条波处于共同叠加态,而测量就必须发出能量来作用于这个波,导致叠加态消失,出现两个确定的波,看起来就像是两个确定的粒子无视空间距离,同时作用,这就是纠缠粒子。
比分子再大一点的物质 ,必然遭受其他粒子的干扰。从而叠加态消失。
但其实可以这么看:纠缠粒子之间是同一个粒子,测量其中一个,也就是测量了另一个。
为什么微观世界中十分常见的量子叠加,在宏观世界中见不到?
其实量子叠加才是宇宙中最普遍最正常的现象,但因为我们生活在叠加态已经坍塌的宏观世界。
以及基于宏观条件下推出的牛顿定律是先入为主的。
所以我们认为非叠加态才是正常的。
猜想:我们把细菌此类的微生物或粒子比作低维生物,我们就是相对于低维生物的高维生物。
在高维生物与低维生物中有量子力学的各种性质(即量子纠缠、量子叠加等)能物质发生转移
而这些东西低维生物是不知道的。
回归正题:
在你的小件物品无意掉落在地上时、就不见了,消失了。世界上的说法众多,有人说,这个物品掉入了次元空间。
那么我猜测:物品是因为高维生物与低维生物中的某些性质,使物品发生了转移,也就是进入了高维度,而这个高维生物比(我们)低维生物高了多少也不得而知; 而这个性质就类似于量子的性质。
单光子不可克隆原理
那么有时候,我们在物品消失时,再拿了一个同样的物品在同一个地点,用同样的力度,重新丢一遍,但这时候与之前不同的是你是看着它的。
这与量子力学中的测不准性质有所相似。
这种性质可以利用:即量子通信
一个光子是不可再分的。一旦测量,就会导致叠加态消失,所以单个光子不可克隆。
现代的量子通信利用了单光子不可克隆原理。
也就是一旦窃听,就会导致光子坍塌,就会被发现。
量子通信可以做到及时发现窃听行为,从而及时止损。
反思和总结:
1.宏观世界和微观世界遵守的物理原则完全不同。
微观是如何过渡到宏观世界的?
不可预测到可预测的原因是什么?
2.微观状态的叠加状态才是最常见的。
3.量子是微观世界中不可再分的粒子的统称。
4.观测会导致叠加态的坍塌,从而出现粒子的确定状态










