挑战主流宇宙理论的替代性理论,可观测宇宙可能等于甚至小于实际宇宙

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B3

2025-03-18T14:59:58+00:00

研究表明,实际宇宙可能可能小于或等于可观测宇宙,如环状或多面体宇宙。

这些理论提出,如果宇宙足够小,光线可能环绕宇宙多次,导致我们看到重复的星系图像,但观测数据尚未发现这种现象。

霍金和赫托格的有限宇宙理论也建议宇宙是有限的,但未直接表明小于可观测宇宙,更多是挑战无限膨胀模型。

可观测宇宙与实际宇宙的区别

可观测宇宙是我们通过望远镜能看到的部分,直径约930亿光年,受光速和宇宙年龄限制。实际宇宙则是整个宇宙,可能远大于可观测部分。替代理论提出,实际宇宙可能与可观测宇宙大小相当,甚至更小,这与主流观点(实际宇宙远大于可观测宇宙)形成对比。

替代理论概述

拓扑学模型:如环状宇宙(托里模型)或多面体宇宙,假设宇宙形状封闭,光线可能环绕多次,导致实际宇宙小于可观测宇宙。但目前观测(如宇宙微波背景分析)未发现重复图像,表明若有限,宇宙也远大于可观测部分。

霍金-赫托格理论:基于弦理论和全息原理,提出宇宙是有限的,挑战无限膨胀模型,但未明确小于可观测宇宙,可能仍较大。

争议与未来展望

这些理论虽引人入胜,但因缺乏观测支持,尚未被主流接受。未来更先进的望远镜和引力波探测可能提供更多线索,例如下一代宇宙微波背景观测或引力波检测可能揭示宇宙的真实大小。


在宇宙学的广阔领域,主流理论通常认为我们的宇宙远大于我们所能观测到的部分。可观测宇宙是指从地球出发,光在宇宙年龄(约138亿年)内能够到达的区域,直径约为930亿光年。然而,一些替代理论提出,实际宇宙可能小于或等于可观测宇宙。这些理论不仅挑战了我们对宇宙规模的传统理解,还为宇宙的本质带来了全新的思考角度。

可观测宇宙与实际宇宙


可观测宇宙:这是人类通过望远镜能够观测到的宇宙部分。由于光速的限制和宇宙的年龄,我们只能看到光有足够时间到达地球的区域。根据当前研究,其直径约为930亿光年,中心是我们所在的地球。其半径约为46.5亿光年,体积为3.57 ×10^80立方米。

实际宇宙:这是整个宇宙的真实大小,包括我们无法观测到的部分。在主流宇宙模型(包括暗能量和冷暗物质)中,实际宇宙被认为至少与可观测宇宙一样大,甚至可能是无限的。如果宇宙是有限的,其最小直径可能为23万亿光年,体积至少是可观测宇宙的1500万倍。

然而,一些替代理论提出,实际宇宙可能比可观测宇宙小。这意味着我们所看到的宇宙部分可能已经包含了整个宇宙,甚至是其多个“镜像”。这种观点乍听之下令人震惊,但它基于一些深刻的数学和物理模型,值得深入探讨。

主要替代理论:拓扑学模型

最著名的替代理论之一来自拓扑学——一种研究空间形状的数学分支。这些模型假设宇宙不是一个无限延伸的平面,而是一个封闭的几何形状,如环状(托里)或多面体(如十二面体)。

环状宇宙(托里模型)

理论描述:环状宇宙理论提出,宇宙的形状类似于一个巨大的“甜甜圈”(数学上的托里)。在这种模型中,当光线旅行到宇宙的“边界”时,它会“折返”回来,进入另一个面。如果宇宙足够小,光线可能在到达我们之前已经环绕了宇宙多次。

观测:如果实际宇宙小于可观测宇宙,我们可能会在天空中看到遥远星系的重复图像,因为光线可能已经环绕宇宙多次。例如,我们看到的某个遥远星系可能是附近星系在不同时间点的多个图像。这种现象类似于在地球上看到太阳多次升起和落下,但由于宇宙的膨胀和光速的限制,我们尚未观测到这样的重复。

测试:科学家通过分析宇宙微波背景辐射(CMB)中的“相关圆圈”来测试这种可能性。如果宇宙是环状的,我们应该在CMB中看到重复的模式,表明光线在宇宙中环绕。然而,基于WMAP和Planck卫星的观测数据,截至现在,尚未发现这样的证据。这表明,如果宇宙是有限的,它也必须非常大,至少是可观测宇宙的250倍以上。


多面体宇宙


理论描述:类似地,一些模型提出宇宙可能是多面体形状,如十二面体。在这种情况下,光线可能会在不同的面之间“反射”,导致我们看到重复的图像。
观测挑战:与环状宇宙类似,这种模型也需要宇宙非常小才能让我们看到重复图像。但目前的CMB数据并未支持这种拓扑结构,表明宇宙若有限,其大小远超可观测部分。


霍金和赫托格的有限宇宙理论


另一类重要的替代理论来自斯蒂芬·霍金和托马斯·赫托格的合作研究,发表于霍金去世前的最后论文

理论背景:他们的理论基于弦理论和全息原理,挑战了主流的“永恒膨胀”模型。永恒膨胀理论认为,宇宙在大爆炸后经历了快速膨胀,并且在某些区域从未停止,导致宇宙无限大,包含无数个“口袋宇宙”。

核心观点:霍金和赫托格提出,宇宙实际上是有限的,而不是无限的分形结构。他们预测宇宙在最大尺度上是“相当平滑且全局有限”,这意味着宇宙有一个明确的边界,而不是无限延伸。

与问题的关系:虽然他们的理论没有直接声称实际宇宙小于可观测宇宙,但它确实指出宇宙是有限的。如果宇宙非常小,这个有限的宇宙可能与可观测宇宙大小相当。然而,根据当前观测数据(如CMB的平滑性和宇宙的曲率),宇宙的总大小(如果是有限的)也比可观测宇宙大得多,可能是其250倍以上他们的理论可以通过探测大爆炸时期的引力波来验证,未来可能通过空间望远镜观测CMB来测试。

其他替代理论与推测

除了上述理论,还有一些更具推测性的想法,尚未被广泛接受:

量子引力理论:在一些量子引力模型中,空间和时间在非常小的尺度上可能表现出不同的性质,导致宇宙的总大小与我们观测到的不同。例如,空间可能在普朗克尺度上呈现出非平坦的拓扑结构。

全息宇宙:霍金和赫托格的理论也涉及全息原理,即宇宙可能像一个全息图一样,被“编码”在低维度的边界上。这种观点挑战了我们对空间的传统理解,但尚未提供证据表明实际宇宙小于可观测宇宙。

观测证据与争议

尽管这些替代理论听起来很吸引人,但它们目前尚未被主流宇宙学接受。以下是几点关键争议:

缺乏重复图像:如前所述,如果宇宙是环状或多面体的,我们应该在天空中看到遥远星系的重复图像,或者在CMB中看到特定的相关模式。

宇宙的平滑性:观测数据表明,宇宙在最大尺度上是平滑且接近平直的(零曲率),这与无限大的宇宙模型更一致。如果宇宙是有限的,其曲率密度范围表明其半径可能在数十亿光年量级,但仍远大于可观测部。

主流模型的成功:ΛCDM模型非常成功地解释了当前的观测数据,包括宇宙的膨胀历史、大尺度结构的形成以及CMB的特征。替代理论需要提供更好的解释能力才能被接受。

未来展望
尽管目前这些理论缺乏强有力的观测支持,但未来可能会有突破。这些进展可能会帮助我们更好地理解宇宙的真实大小。


虽然主流宇宙学认为实际宇宙远大于可观测宇宙,但确实存在替代理论提出相反的观点。这些理论主要基于宇宙的拓扑结构(如环状或多面体),建议如果宇宙足够小,我们可能会看到它的“另一面”。霍金和赫托格的有限宇宙理论也为我们提供了另一种视角,挑战无限膨胀模型。

然而当前的观测数据尚未支持这些理论,主流观点仍然是宇宙比我们所见的大得多。这些替代理论为我们提供了思考宇宙本质的不同角度,提醒我们对宇宙的理解仍然是动态的和开放的。未来,随着观测技术的进步,我们或许能够更好地解答这些根本的问题。
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艾莉絲AZ4🐰

“尚未发现”
哗众取宠
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Berto666

国际新闻版要改名星际新闻版了
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chloo

宇宙曲率约为0(后面有很多小数点),说明宇宙是开放的,无边的。
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forkingcrazy

这玩意可信度和地平论有啥区别,全靠推论和编,问就是未来可期茶
还甜甜圈、多面体,咋不说宇宙是二十面骰嘲笑1
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Asthmatic Daddy

而事实上,在可观测的宇宙中,都没有测到曲率

也就是说宇宙非常的大大,无边无际

根本上就不是你说的那样
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GBleeezy

楼主刚撸完?给点资料?
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ankhthropocene

直径900多亿,光直跑900多亿,光跑的直线是环的一小段,求环的周长
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ellyace

汗如果实际宇宙比可观测宇宙小,那就是宇宙缩小了,首先就得解释最远的星系基本都是红移的问题,蓝移基本都是附近星系而且占比极少
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Yq

可观测宇宙我记得主流不是一直认为比实际宇宙小吗?
不对,你这什么标题?
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planedude

不明觉厉哥们这是新闻吗,能贴个出处吗
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aJae

可观测宇宙930亿光年,光速都要930亿年,是咋测出来的!
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andreibernard

他这个标题和内容的第一句话是反的,你们没看出来么。
什么他妈的颠三倒四的胡言乱语。
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hamostar

呆deepseek写的?
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Embermaine

汗文章说的是实际小于可观测吧……
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Iceblade

你的标题和第一句话矛盾,改改吧。
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EMAN4705

不是有个说法,宇宙跟地球表面一样,属于有限但无界?不明觉厉
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Faf

现在的主流宇宙膨胀说不就和这个一个意思吗?现实的宇宙在膨胀,而我们观察到的宇宙是在膨胀前的。

这没有反主流是顺从主流啊。
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SodaPopBlast

问题是现在的宇宙学模型本来也是猜测,之所以被认可,是因为现在的宇宙学模型可以解释现实现象。
现在之所以有宇宙无限的假说,本质是因为大爆炸模型在奇点到四大基本力产生之间存在暴涨阶段,这个暴涨阶段无法被现有物理学解释,超出了物理学的范围。完全有可能暴涨阶段宇宙的范围就已经大于可观测宇宙了。甚至根据永恒暴涨假说,暴涨其实并未停止,只是我们这一块宇宙空间的暴涨停止了。换句话说从大爆炸奇点到暴涨停止这一段时间是可以做无限假设的。

除非能观察到足以否定暴涨理论的现象,否则无限宇宙的假说都是无法证伪的。而主楼这个假说同样也就无法证伪了。
都无法证伪,又无法证实,那就都只是假说。
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Handsome Jack

说明大宇宙被韩国人偷走了质量茶