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有關 宇宙外界 的問題

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發表於 2009-12-17 00:13:59 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
(問題源自 "馬仔",藍色字是 HKAS 教育組的回應)

----- Original Message -----
From: SEE WING MA
To: [email protected]
Sent: Thursday, August 13, 2009 12:31 AM
Subject: 有關宇宙外界的問題!

敬香港天文學會:
         您好!本人是天文愛好者,本人有一個有關宇宙外界的問題。

第一,如果宇宙是有邊界的話,是不是代表我們永遠不能走出宇宙呢? 因為有邊的話,不是代表我們被一個空間局限了嗎?

A1:  這條問題相當廣泛,沒有確實答案,在這裡只作簡述。

如果你指的邊界是在三維空間 (有長、濶、高) 之內,宇宙是有可見的邊界的,它的半徑大約是 138 億光年,根據流行的 "Big Bang" 理論,在這邊界上的空間都以光速膨脹,其內的星系亦以高速隨空間膨脹而退行。你可以這樣想像,當星系以光速退行時,它們發出的光線就永難到達地球了,所以天文台只能探測至 138 億光年遠的星體為止,138 億光年以外的宇宙是甚麼模樣,只好靠幻想 (假說) 了。有人認為宇宙是多維的,即是除了長濶高三維之外,更有第 4、5、6 …甚至 10 維以上,愛因斯坦就把 「時間」當作第 4 維看待,所以在他的相對論中,宇宙是一個三維空間 + 時間 的合體,簡稱「時空」(Spacetime),後人又把「時空」當作宇宙的代名詞。至於第 5、6、7…. 維是甚麼,它們沒有測量得到的實體,只好用抽象的語言來形容,例如一組數學符號和公式之類,多維宇宙沒有邊界概念,猶如螞蟻在球面走動,無論它怎樣走,它都找不到球面的邊界,人類在多維宇宙中,情况就像球面上的螞蟻。

以三維空間論,我們的宇宙是有邊界的,我們被一個空間局限著,局限之內,所有人類已具的知識 (包括物理定律) 仍然適用,局限以外就無定論了。


第二,如果宇宙是無邊界的話(可能由氣體組成),又那有可能有宇宙膨脹呢?因為宇宙不是像地球一樣有陸地,宇宙內沒有土地支撐。

A2:  如果宇宙無邊界的話,宇宙仍然可以不斷地膨脹,只是 138 億光年以外有甚麼東西, 動用最强力的望遠鏡也沒法洞識其貌。有趣的是,其中一派理論就是這樣說;”宇宙是無限的,它膨脹,再膨脹,不停地永遠膨脹 ….” 。反過來說,你可以假設宇宙是多維的,沒有邊界,就像上述的螞蟻在球面一路走也找不到邊界。

謝謝!
                                                                         天文愛好者
                                                                                                   馬仔
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