宇宙空間是有限而無邊的還是什麼,宇宙真的是有限而無邊的嗎

2021-04-26 00:48:37 字數 5083 閱讀 8032

1樓:匿名使用者

宇宙是有限而無邊的。

在宇宙中航行,應該瞭解宇宙的空間是有限的還是無限的,能否航行到宇宙的邊緣。實際上這就是宇宙的形狀問題。

既然宇宙是在大**中誕生的,那麼,它的體積一定是有限的,因為光速雖然很快,但它仍然是有限的,光從大**開始那一刻開始向四周傳播,迄今只能達到一個有限的距離。

既然光是向四周球形傳播的,那麼,宇宙很可能是球形的。

如果宇宙是球形的,那麼,它就是有限無邊的。「有限無邊」,這是許多科學家認為的宇宙的可能形狀。

我們可用地球表面來理解「有限無邊」的含義。地球的表面積當然是有限的,這通過地球半徑的長度資料,很容易就可計算出來。但是,地球表面又是沒有邊緣的,我們從地球表面上的任何一點向任何方向前進,在回到出發點的整個過程中,沒有發現地球有任何邊緣。

我國古人將海南島的天涯海角稱之為大地的邊緣,其實那只是陸地與海洋的分界線。如果到了那裡以後,改乘船隻繼續沿原來的方向前進,仍然可以回到出發地。

什麼是有限而無邊的宇宙?

2樓:易書科技

愛因斯坦發表廣義相對論後,考慮到萬有引力比電磁力弱得多,不可能在分子、原子、原子核等研究中產生重要的影響,因而他把注意力放在了天體物理上。他認為,宇宙才是廣義相對論大有用武之地的領域。

愛因斯坦2023年發表廣義相對論,2023年就提出一個建立在廣義相對論基礎上的宇宙模型。這是一個人們完全意想不到的模型。在這個模型中,宇宙的三維空間是有限無邊的,而且不隨時間變化。

以往人們認為,有限就是有邊,無限就是無邊。愛因斯坦把有限和有邊這兩個概念區分開來。

一個長方形的桌面,有確定的長和寬,也有確定的面積,因而大小是有限的。同時它有明顯的四條邊,因此是有邊的。如果有一個小甲蟲在它上面爬,無論朝哪個方向爬,都會很快到達桌面的邊緣。

所以桌面是有限有邊的二維空間。如果桌面向四面八方無限伸展,成為歐氏幾何中的平面,那麼,這個歐氏平面是無限無邊的二維空間。

我們再看一個籃球的表面,如果籃球的半徑為r,那麼球面的面積是47πr3,大小是有限的。但是,這個二維球面是無邊的。假如有一個小甲蟲在它上面爬,永遠也不會走到盡頭。

所以,籃球面是一個有限無邊的二維空間。按照宇宙學原理,在宇觀尺度上,三維空間是均勻各向同性的。愛因斯坦認為,這樣的三維空間必定是常曲率空間,也就是說空間各點的彎曲程度應該相同,即應該有相同的曲率。

由於有物質存在,四維時空應該是彎曲的。三維空間也應是彎的而不應是平的。愛因斯坦覺得,這樣的宇宙很可能是三維超球面。

三維超球面不是通常的球體,而是二維球面的推廣。通常的球體是有限有邊的,體積是3/4πr3,它的邊就是二維球面。三維超球面是有限無邊的,生活在其中的三維生物(例如我們人類就是有長、寬、高的三維生物),無論朝哪個方向前進均碰不到邊。

假如它一直朝北走,最終會從南邊走回來。

宇宙學原理還認為,三維空間的均勻各向同性是在任何時刻都保持的。愛因斯坦覺得其中最簡單的情況就是靜態宇宙,也就是說,不隨時間變化的宇宙。這樣的宇宙只要在某一時刻均勻各向同性,就永遠保持均勻各向同性。

愛因斯坦試圖在三維空間均勻各向同性、且不隨時間變化的假定下,求解廣義相對論的場方程。場方程非常複雜,而且需要知道初始條件(宇宙最初的情況)和邊界條件(宇宙邊緣處的情況)才能求解。本來,解這樣的方程是十分困難的事情,但是愛因斯坦非常聰明,他設想宇宙是有限無邊的,沒有邊自然就不需要邊界條件。

他又設想宇宙是靜態的,現在和過去都一樣,初始條件也就不需要了。再加上對稱性的限制(要求三維空間均勻各向同性),場方程就變得好解多了。但還是得不出結果。

反覆思考後,愛因斯坦終於明白了求不出解的原因:廣義相對論可以看作萬有引力定律的推廣,只包含「吸引效應」不包含「排斥效應」。而維持一個不隨時間變化的宇宙,必須有排斥效應與吸引效應相平衡才行。

這就是說,從廣義相對論場方程不可能得出「靜態」宇宙。要想得出靜態宇宙,必須修改場方程。於是他在方程中增加了一個「排斥項」,叫做宇宙項。

這樣,愛因斯坦終於計算出了一個靜態的、均勻各向同性的、有限無邊的宇宙模型。一時間大家非常興奮,科學終於告訴我們,宇宙是不隨時間變化的、是有限無邊的。看來,關於宇宙有限還是無限的爭論似乎可以畫上一個句號了。

宇宙空間是有限而無邊的還是什麼?為什麼?

3樓:我是漢人我驕傲

宇宙是有限的,人類卻永遠也不能離開宇宙,就像螞蟻不能自己爬出地球

4樓:匿名使用者

2樓說法是真的嗎?受教了!

為什麼說宇宙有限而無邊?

5樓:樂樂1999的老巢

在宇宙中航行,應該瞭解宇宙的空間是有限的還是無限的,能否航行到宇宙的邊緣。實際上這就是宇宙的形狀問題。

既然宇宙是在大**中誕生的,那麼,它的體積一定是有限的,因為光速雖然很快,但它仍然是有限的,光從大**開始那一刻開始向四周傳播,迄今只能達到一個有限的距離。

既然光是向四周球形傳播的,那麼,宇宙很可能是球形的。

如果宇宙是球形的,那麼,它就是有限無邊的。「有限無邊」,這是許多科學家認為的宇宙的可能形狀。

我們可用地球表面來理解「有限無邊」的含義。地球的表面積當然是有限的,這通過地球半徑的長度資料,很容易就可計算出來。但是,地球表面又是沒有邊緣的,我們從地球表面上的任何一點向任何方向前進,在回到出發點的整個過程中,沒有發現地球有任何邊緣。

我國古人將海南島的天涯海角稱之為大地的邊緣,其實那只是陸地與海洋的分界線。如果到了那裡以後,改乘船隻繼續沿原來的方向前進,仍然可以回到出發地。

宇宙的「有限無邊」與此同理,只不過地球表面是二維平面,宇宙是三維空間而已。在一個球體的內部,不管從哪一點向哪個方向前進,理論上也可以回到原來的出發點。

符合「有限無邊」條件的形狀,並不只有球形一種,輪胎形和克萊因瓶形也符合「有限無邊」的條件。宇宙到底是什麼形狀的,需要科學家努力從理論上去揭示。

不過,「不識廬山真面目,只緣身在此山中」,人類永遠無法用直接觀測的方法將宇宙的形狀「盡收眼底」。人類在衝出地球大氣層進行航天活動時,回望地球,可以真真切切地證實地球是球形的。但對宇宙卻不能,因為我們的時空不能延伸到我們的宇宙之外,我們永遠不能跳到我們的宇宙之外去**我們的宇宙是什麼樣子的。

好在對宇宙航行來說,我們瞭解我們的宇宙是「有限無邊」的就足夠了。

6樓:匿名使用者

因為宇宙大到無法想象地步的啊!人類地球地球還沒有研究透徹,太空人類只能登陸過月亮。地球和月亮在浩瀚的宇宙裡,只能算是平時看到塵埃的感覺吧!

宇宙恆星或者行星之間距離遠的話要用光年代替的,而且距離地球超遠星體達到上萬光年。宇宙在人類眼中根本就是個概念。

7樓:楓耶月

如果按照當前的理論來看,宇宙的質量是有數的,所以是有限的。而宇宙又是不斷膨脹的,目前來看還遠沒有停下來的意思,所以就可以認為是無邊,而人類即便再發展個數十萬年,按照現在十年二十年先進一代的速度來看,想要探查到宇宙的邊還是遠不可能。

廣義的宇宙不只是宇宙本身,還有所處的這個三維世界的空間。你可以換種方式想想,我們這個宇宙的邊界外邊仍然是一望無際的虛空,所以宇宙即便**了這麼多年,仍然碰不到真正宇宙虛空的邊緣!

8樓:曾經

有限嗎?不覺著,只是自我感受罷了吧,人類地球地球還沒有研究透徹,太空人類只能登陸過月亮。地球和月亮在浩瀚的宇宙裡,只能算是平時看到塵埃的感覺吧!

宇宙恆星或者行星之間距離遠的話要用光年代替的,而且距離地球超遠星體達到上萬光年。宇宙在人類眼中根本就是個概念。 因為宇宙大到無法想象地步的啊!

人類地球地球還沒有研究透徹,太空人類只能登陸過月亮。地球和月亮在浩瀚的宇宙裡,只能算是平時看到塵埃的感覺吧!宇宙恆星或者行星之間距離遠的話要用光年代替的,而且距離地球超遠星體達到上萬光年,宇宙不是我們想想就能知道。

9樓:

其實就是沒有邊際,所謂的有限是從理論來說,無邊是實際的情況,因為找不到盡頭,那麼就是無邊了,總之就是宇宙很大。

10樓:匿名使用者

人類的現有認知,特別是時間、速度、路程(位移)的概念,在很小的範圍內有用,在大的尺度上是錯誤的,因此,人對於宇宙的認識是基於錯誤的概念之上的認識,人類必須突破現有的觀念,才能真正認識宇宙。

11樓:就你這你

宇宙大到無邊無沿,永遠看不到邊際。有數不盡的星球體,所以距離只能按光年算,因為太遙遠了。地球只是九牛一毛都算不上,而且宇宙外還有無數個宇宙,無數個宇宙外還會有無數個類似地球的星體,有限只是代表一個宇宙的形體而已,實際宇宙是無限無邊的。

宇宙大到無邊無沿,永遠看不到邊際。有數不盡的星球體,所以距離只能按光年算,因為太遙遠了。地球只是九牛一毛都算不上,而且宇宙外還有無數個宇宙,無數個宇宙外還會有無數個類似地球的星體,有限只是代表一個宇宙的形體而已,實際宇宙是無限無邊的。

12樓:火車嗚拉汙

因為這是人類無法**的

13樓:匿名使用者

也許他跟地球一樣。宇宙的外面還有宇宙。

14樓:匿名使用者

實際上就是宇宙形態問題。

15樓:我狠_瘋趣

?給你個表情自己體會

16樓:京量戊凝冬

和地球一樣宇宙是一個立體的空間!在立體的空間中宇宙是一個不規則的形體可以繞圈

但是宇宙也是有引力的

牛頓的萬有引力、

宇宙同樣是一個物體他也有引力

就和你在地球上跑一樣永遠也跑不到頭

宇宙是有限無邊的,還是無限無邊的呢?

17樓:嘵聲說話

按理論bai來說。宇宙是有邊際的。

du但它

zhi卻是在時刻快速dao膨脹著的。

我們回現在的科技還遠遠不夠看到宇宙答的邊際。

如果我們科技發展的速度 趕不上宇宙膨脹的速度那麼我們永遠看不到宇宙的邊際。

所以 , 從某些層面上 說宇宙是無邊無際的, 也可以。

18樓:匿名使用者

先找到邊界再討論這個問題,就算是找到一個邊界,還是另一個外層,無止盡的,想得人空虛!

19樓:匿名使用者

基本同意推薦答案,但我想補充一下。就好像一個輪迴不止

的車內輪,宇宙本源就應該是容

20樓:匿名使用者

你這個問題 中科院也給不了確定的解釋啊~~~

宇宙空間是什麼

說的有道理,第一,你問題的答案是,宇宙是空間和時間相剩的結果,空間是宇宙的一部分,相當於2 2 4,你的問題相當於4中的2是什麼,這要理解空間和時間的關係,宇宙在每一個時間段都存在空間,也相當於一本書中每一個頁面都是一頁紙,空間 時間 物質 運動。第二,你是標題黨,內容很有深度,我也看了半天才弄懂,...

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