第5章 走向银河(上)(15/19)
度的视野,可以构造一个符合一切宇宙规则的四维坐标系。虽然说起来简单,但想要构建一个既符合广义相对论,又符合爱因斯坦方程,还能囊括整个无限宇宙的四维坐标系,确实是一件非常困难的事情。不过,这正是科学探索的魅力所在。
彭罗斯先构建了一个简单的四维坐标系,将三维空间作为横轴表示空间,再加上一个时间维度作为纵轴。为了让这个坐标系符合广义相对论和爱因斯坦方程,并且能够容纳无限的宇宙,彭罗斯进行了复杂的计算,并对坐标系进行了变形。变形后的坐标系呈现出一个正方形,正方形的四个顶点分别表示无穷远的未来、无穷远的过去以及空间上的无穷远,而四条边则表示了宇宙的边界,彭罗斯称之为“永恒边界”。
根据他的计算,自然界中有质量的物质永远不可能达到永恒边界,因为它们无法超过光速,从而无法逃脱时空的束缚。在这个坐标系中,物质的路径大同小异,既起始于无穷远的过去,消散于无穷远的未来。而一旦拥有光速,时空的束缚就不再存在,可以从宇宙的一个边界瞬间到达另一个边界。
彭罗斯还根据这些特点断言,我们的宇宙是在循环的。一轮循环的开始起始于一切都没有的零点,随着时间的推移,宇宙开始变大,物质开始变多。当这一切都接近于无限大的时候,宇宙就会到达一个“奇点”,此时一切物质又都消散湮灭,回到了一个啥都没有的状态。因此,这个无穷大的奇点和最开始那个啥都没有的零点在某种意义上可以视为相等,这大概就是现实中的“无穷等于0”吧。这也意味着黑洞可能既是无穷也是0,既是宇宙的边界和终点,也是另一个宇宙的边界和。
外星人在哪里?
人类是否是宇宙中唯一的文明?根据宇宙演化的基本法则之一——平庸原理,宇宙中的万物在本质上都遵循相同的数学和物理学规则,我们人类并没有特别之处。因此,既然这个宇宙能够演化出人类文明,那么在理论上就有可能演化出其他外星文明。
虽然诞生智慧生命的概率极小,但从整个宇宙138亿年的时间尺度和930亿光年的空间尺度来看,这种小概率事件在一定程度上也是近乎必然会发生的。天文学家法兰克·德雷克于1960年提出了一条计算外星文明数量的方程式
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