宇宙有没有边?有边的话那外面又是什么?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/06 07:16:20
会不会还有无数个其他的宇宙?

于这类问题的标准正确答案,就要得要等到1个世纪后才可能有
在伽里略和牛顿之前,许多人信奉亚里斯多德的观点,认为宇宙是一个有限的结构,宇宙的最外层是由恒星天体构成的,因此恒星天体就是宇宙的边界,在它之外,就没有空间了。可以说,哥白尼的“太阳中心说”就是建立在这种假说的基础上的。

到了牛顿时代,科学家们开始接受无限无边的观点,即认为宇宙的体积是无限的,也没有空间边界。宇宙空问是一个三维无限的欧几里德多向空间,即在上下、左右、前后这6个方向上,都可以一直走下去,以至延伸到无穷远。这种无限宇宙的观点在冲破中世纪宗教神学的精神枷锁的斗争中,起过非常积极的作用,但它跟亚里斯多德的学说一样,都是没有被证明的科学假说。在牛顿的力学中,每当讨论一个有限的力学体系的运动时,总要假定可以选取的一个参考系,使引力势(相当于电学中的中势)在无限远处成为常数。如果接受牛顿的无限宇宙图像,认为物质均匀地分布在整个无限空间之中,那么,根据牛顿力学又会得到无限远处引力势必不可能为常数的结论,这就是一个矛盾。如果要保证无限远处引力势必为常数,就要放弃物质均匀分布在整个无限空间内的假设,并认为物质主要集中在我们周围的有限空间,那么无限远处虽然是常数,但物质的宇宙却仍然是有限的。因此,牛顿力学在原则上不能用于描述无限宇宙这一物理体系。

进入20世纪后,爱因斯坦提出了“广义相对论”的理论,他认为不应先验地假定宇宙空间必定是三维无限的欧几里德空间,因为宇宙的空间结构并不是与宇宙间的物质运动无关的。爱因斯坦给出了第一个宇宙模型,它既不是亚里斯多德的有限有边体系,也不是牛顿的无限无边的体系,而是一个有限无边的体系。所谓有限,指的是空间体积有限;所谓无边,指的是这个三维空间并不是一个更大的三维空间中的一部分,它已经包括了全部空间。实际上,有限无边的概念并不是在爱因斯坦的宇宙模型中才第一次提到。在他之前,亚里斯多德就认为大地并不是平坦无边的,而是一个球形的。实质上,这就是用有限无边的球面结构代替了无限无边的平面结构。

我们可以这样来理解爱因斯坦提出的这个有限无边的世界:假如有一只小蚂蚁在一只大球上爬行,这个球本身是有限的,但球面根本没有边界,对于蚂蚁来说又是无限的。我们人类和这只蚂蚁一样,就生活在这样一个有限而无边的宇宙中。