一堂宇宙學(xué)
百川就讀于衛(wèi)津市第一高級(jí)中學(xué),是高中三年級(jí)的一名普通學(xué)生。迫于高考的壓力,高中三年級(jí)的學(xué)生們學(xué)習(xí)生活都十分刻苦。
早上五點(diǎn),深秋的天空還不見(jiàn)光亮。百川便和往常一樣準(zhǔn)時(shí)的蘇醒了意識(shí),但被窩里溫暖的余溫讓百川不想睜開(kāi)雙眼,直到設(shè)定好的定時(shí)鬧鐘響起。
今天學(xué)校將開(kāi)設(shè)一門新的學(xué)科:宇宙學(xué)。百川在上學(xué)的路上一直在想象著新學(xué)科的內(nèi)容,越想越興奮。覺(jué)得平時(shí)十分沉重的背包也變得輕盈起來(lái),平時(shí)騎車要騎很久的路程也前進(jìn)的飛快,一晃便來(lái)到了學(xué)校。
同學(xué)們都早早的坐在位置上,滿臉期待的等著宇宙學(xué)第一堂課的開(kāi)始。一位中年男性教師提著一臺(tái)奇怪的設(shè)備走進(jìn)了教室,這臺(tái)設(shè)備高約一米,整體呈葫蘆形,通體反射著金屬光澤,看起來(lái)很有質(zhì)感。教師將設(shè)備放在講臺(tái)旁邊的地面上,清了清嗓子,操著很重的京味口音開(kāi)始授課。
“同學(xué)們,你們好,我姓莫,將在接下來(lái)的一個(gè)學(xué)期為同學(xué)們講授關(guān)于宇宙學(xué)的知識(shí)??赡軐?duì)大家來(lái)說(shuō)宇宙學(xué)是一個(gè)比較新穎的學(xué)科,但其實(shí)我們已經(jīng)研究很久很久了,現(xiàn)在的宇宙學(xué)已經(jīng)十分成熟和完善,所以學(xué)校為大家特別開(kāi)設(shè)了這堂課。如果大家在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有不理解的地方,可以隨時(shí)舉手進(jìn)行提問(wèn),下面我們開(kāi)始第一堂課的學(xué)習(xí)?!?p> “同學(xué)們,你們以前有沒(méi)有想象過(guò)我們所處的宇宙是什么樣子的?我相信大多數(shù)的同學(xué)應(yīng)該都有過(guò)想象吧,想象著宇宙浩渺無(wú)邊,里面充滿了星星,像一個(gè)透明的大水球里面都是閃閃發(fā)光的星星那樣的?!?p> “實(shí)際上,同學(xué)們,宇宙呢和你們想象的有些地方差不多,但是有些地方也差很多,比如說(shuō)宇宙的尺度,可能有些同學(xué)比較博學(xué),平時(shí)喜歡讀一些關(guān)于宇宙的科普書(shū)籍,聽(tīng)說(shuō)過(guò)宇宙微波背景輻射,這知道是由美國(guó)科學(xué)家彭齊亞斯和R.W.威爾遜發(fā)現(xiàn)的,并因此榮獲1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在宇宙微波背景輻射圖的基礎(chǔ)上呢,我們推算出來(lái)了宇宙的可觀測(cè)尺度半徑約為465億光年,但是這里有一個(gè)誤區(qū),如果只根據(jù)宇宙微波背景輻射圖只能推算出461億光年,那不就半徑差了4億光了嗎,4億光年這可是非常大的一個(gè)差距啊。大家知不知道1光年是多遠(yuǎn)啊,光速約是30萬(wàn)千米/秒大家都清楚的,光的速度這么快,可以在一瞬間從地球的這一邊飛到另一邊,再飛回來(lái),這樣繞地球一周,光連一秒鐘都不需要,太快了。而1光年呢,則是光走了一年時(shí)間所穿過(guò)的距離,1光年就是這么遠(yuǎn)的距離,而4億光年的距離大家可想而知。為什么會(huì)差這么遠(yuǎn)呢,是因?yàn)橛钪娴恼Q生是源于一次大爆炸,在大爆炸初期的時(shí)候,宇宙里面所有的東西都是粒子形式的,充滿了空間,電磁波在這種環(huán)境里傳播的距離就很近,很容易就被粒子給吸收掉了,于是無(wú)法傳到我們現(xiàn)在地球所在的位置來(lái),所以我們探測(cè)不到那個(gè)時(shí)候的電磁波,這就形成了一個(gè)時(shí)間差,等到我們能看到的時(shí)候啊,已經(jīng)晚了38萬(wàn)年了。于是我們的研究人員就據(jù)此推測(cè),在這38萬(wàn)年里宇宙的半徑擴(kuò)張了4億光年,加上前面說(shuō)到的461億,剛好是465億光年?!?p> “但是,這已經(jīng)是很久以前的資料了,剛才我所說(shuō)的這些研究猜想已經(jīng)過(guò)時(shí)很久了,那些都是咱們?cè)谘芯坑钪鎸W(xué)初期的時(shí)候提出的猜想,我們將之稱為宇宙啟蒙學(xué),而今天,我將給大家講解真正的宇宙學(xué)。”
“接著剛才的問(wèn)題我們繼續(xù)講,宇宙是什么樣子的。我先給大家舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,我們都見(jiàn)過(guò)棉布,同學(xué)們的校服就是棉布做的。一匹棉布在做成校服之前,如果全面鋪開(kāi)是很長(zhǎng)的,面積很大。宇宙也是很類似的,就像棉布鋪開(kāi)了一樣,但是呢,棉布是二維形式鋪開(kāi)的,而宇宙是三維形式鋪開(kāi)的。大家都知道棉布啊是非常柔軟的,可以隨意起伏、變換、折疊,宇宙也是很類似的,有一個(gè)人很有名,大家也都聽(tīng)說(shuō)過(guò),叫愛(ài)因斯坦,這個(gè)人就發(fā)現(xiàn)了宇宙的這種柔軟的性質(zhì),經(jīng)過(guò)一番研究后寫出來(lái)相對(duì)論,所以相對(duì)論講了什么大家是不是就都猜到了,就是寫的關(guān)于宇宙三維空間的起伏、變換、折疊的計(jì)算方法。剛才我們以棉布舉例呢都是說(shuō)的棉布的一個(gè)面,我們鋪開(kāi)棉布后啊,一般看到的都是棉布的上表面,但是棉布是有著正反兩面的,棉布還有一個(gè)下表面,但是棉布的下表面往往跟上表面是相對(duì)應(yīng)的,上表面你捏起來(lái)一個(gè)點(diǎn),從下表面看就是漏下去一個(gè)點(diǎn),宇宙也是很類似的,宇宙也是有反面的,不過(guò)宇宙因?yàn)槭且粋€(gè)三維的空間,所以宇宙的反面就不止一個(gè)了,而是有多個(gè)反面,所以大家是不是就明白了,我們的宇宙其實(shí)是由一個(gè)有多個(gè)位面的三維空間所組成的,我們剛才所說(shuō)的可觀測(cè)宇宙465億光年的半徑只是我們?cè)谖覀兯芸吹降奈幻嫔贤茰y(cè)出來(lái)的而已,而且這465億光年的半徑也并不是整個(gè)的位面,僅僅是其中的很小一部分,以地球?yàn)橹行乃孪氲降暮苄∫徊糠?。大家以前在歷史課里面應(yīng)該學(xué)習(xí)到過(guò)一個(gè)天文學(xué)家叫哥白尼,在文藝復(fù)興時(shí)期他提出了一個(gè)日心說(shuō),還寫了一本著作《天體運(yùn)行論》,推翻了當(dāng)時(shí)大家普遍認(rèn)為的地心說(shuō),我們剛才所講的的可觀測(cè)宇宙也是一樣的?!?p> “講到這里,大家是不是已經(jīng)產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn),既然我們的宇宙是由多個(gè)位面構(gòu)成的一個(gè)整體,那各個(gè)位面之間是不是應(yīng)該有關(guān)系,或者相連的,不然怎么能判斷出其他位面是我們所觀測(cè)位面的反面呢?”
“首先,我給大家明確一個(gè)可觀測(cè)宇宙所在位面的命名,我們的可觀測(cè)宇宙所在的位面被命名為“本位面”,也就是我們從宇宙啟蒙學(xué)時(shí)期就一直在研究的位面。下面我再帶著大家來(lái)了解一個(gè)位面,這個(gè)位面被命名為“暗位面”,是與我們“本位面”相通的一個(gè)位面,剛才跟大家講了棉布的例子,我們一起想想棉布的上面和下面怎么樣才能相通呢,是不是需要一些條件。再舉個(gè)例子,水灑在棉布上可以從上面自行滲透到背面。水從上向下之所以能滲透過(guò)去,正是滿足了兩個(gè)條件,即:一是織成棉布的棉線間有孔隙,且孔隙的寬度能容許水的通過(guò)。二是有重力存在,水在重力的影響下從上向下產(chǎn)生了流動(dòng)的方向,因此水可以穿透棉布的上面到達(dá)下面?!氨疚幻妗焙汀鞍滴幻妗敝g的聯(lián)系就是很類似的,剛才所說(shuō)的位面相通便是這個(gè)意思,只要滿足一定的條件,便能夠穿透位面?!?p> “聽(tīng)到這里,同學(xué)們是不是的非常好奇,這個(gè)穿透“本位面”到“暗位面”的條件是什么。其實(shí)這個(gè)條件大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò),就是超過(guò)“光速”。那是不是又有同學(xué)會(huì)問(wèn)了,光或者電磁波不就是光速嗎,為什么沒(méi)有穿透位面,去到“暗位面”里面呢?”
“同學(xué)們應(yīng)該都在物理學(xué)中學(xué)過(guò)可見(jiàn)光具有波粒二象性吧,可見(jiàn)光既是電磁波的一個(gè)特殊頻段,又在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出波的特性。而可見(jiàn)光在光電效應(yīng)中,以光子的形式打在金屬表面上,被金屬的電子吸收,這又表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)。這種波粒二象性的表現(xiàn)便是由于可見(jiàn)光在“本位面”和“暗位面”的穿梭所造成的。還以我們剛才說(shuō)的棉布和水來(lái)舉個(gè)例子,當(dāng)兩個(gè)條件滿足,即水既受到重力,棉布孔隙又足夠水通過(guò)的時(shí)候,水穿過(guò)棉布的孔隙時(shí)將是一個(gè)過(guò)程,水還可以位于這個(gè)過(guò)程中,既不在正面也不在反面,而是在中間位置正好堵住了孔隙的時(shí)候,光也是同理,當(dāng)光產(chǎn)生時(shí)便是光速,其位于兩個(gè)位面之間,顯示出波的特性,但當(dāng)光遇到運(yùn)動(dòng)速度不足光速的物體時(shí),例如光電效應(yīng)中的電子,光便被電子吸引導(dǎo)致光脫離了光速,從兩個(gè)位面中間的位置被吸回到“本位面”中,便表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)?!?p> “所以,根據(jù)剛才所講的,大家是不是也已經(jīng)猜到了從“暗位面”穿透到“本位面”的條件了,就是速度低于“光速”。所以在“暗位面”里的物質(zhì)均是以超越光速而存在的,可見(jiàn)光是追不上的,也無(wú)法進(jìn)入的。也就導(dǎo)致即使我們進(jìn)入了“暗位面”,我們也無(wú)法用肉眼看到任何物質(zhì),這就是此位面被命名為“暗位面”的由來(lái)?!鞍滴幻妗敝幸灿兄罅康奈镔|(zhì),但這個(gè)物質(zhì)與宇宙啟蒙學(xué)中有一種猜想被稱為“暗物質(zhì)”的東西概念并不不同,“暗物質(zhì)”猜想出現(xiàn)的原因是可觀測(cè)的宇宙質(zhì)量太小了,必然存在著大量“暗物質(zhì)”維持宇宙的引力。而“暗位面”里存在的物質(zhì)只是“暗物質(zhì)”概念中所描述的一部分,被另外命名為“超光速物質(zhì)”?!?p> “好,關(guān)于“暗位面”先講這么多,下面我們?cè)僦v另外一個(gè)位面,這個(gè)位面被命名為“反位面”,聽(tīng)到這個(gè)命名,是不是就有很多同學(xué)想到了“反物質(zhì)”,沒(méi)錯(cuò),“反位面”就是容納反物質(zhì)的位面。在宇宙誕生的時(shí)候,正物質(zhì)和反物質(zhì)是等量出現(xiàn)的,只不過(guò)被分割到了兩個(gè)位面,我們所處的“本位面”就是正物質(zhì)所在的位面。那么是不是所有的正物質(zhì)都在“本位面”,所有的反物質(zhì)都在“反位面”呢,答案顯然是否定的,早在宇宙啟蒙學(xué)時(shí)代便已經(jīng)觀測(cè)到了反物質(zhì)了,且在大型粒子對(duì)撞機(jī)中也制造出來(lái)過(guò),但是由于沒(méi)有很好的控制方法,這些反物質(zhì)很快就和正物質(zhì)湮滅掉了。在“反位面”中,也是同理,“反位面”里在特殊情況下也是能生成正物質(zhì)的,但控制不當(dāng),同樣會(huì)迅速的和反物質(zhì)相湮滅掉。而“反位面”與我們所在的“本位面”的聯(lián)系相對(duì)于“暗位面”與“本位面”來(lái)說(shuō),聯(lián)系更加的緊密一些。在宇宙啟蒙學(xué)時(shí)代,美國(guó)天文學(xué)家曾利用伽馬射線探測(cè)衛(wèi)星觀測(cè)到過(guò)一次“本位面”與“反位面”天然生成的巨型聯(lián)系通道,那里約距離銀河系3500光年,當(dāng)時(shí)通過(guò)這個(gè)特殊通道就溢出了大量的反物質(zhì)到我們的“本位面”,但這種通道還是極為稀少且特殊的?!胺次幻妗焙汀氨疚幻妗痹诼?lián)系上其實(shí)更像是一體的兩面。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),有一面大鏡子,一個(gè)人站在鏡子前看鏡子里的自己是完全一樣的,但是實(shí)際上卻是鏡像的,人的左手在鏡子里也是左手,但出現(xiàn)在右邊,人的右手在鏡子里也是右手,但出現(xiàn)在左邊?!胺次幻妗焙汀氨疚幻妗币彩沁@種關(guān)系,反物質(zhì)和正物質(zhì)也是這種關(guān)系,不過(guò)鏡面是二維的平面,位面則是三維的立體。且正物質(zhì)和反物質(zhì)呈現(xiàn)的質(zhì)量均是一樣的,但性質(zhì)是相反的?!胺次幻妗迸c“本位面”的相通頻率很高,那么相通的條件是什么呢?剛才我舉了一個(gè)鏡子的例子,同學(xué)們繼續(xù)想一想,當(dāng)一個(gè)人站在鏡子前時(shí),伸出一根手指摸向鏡子,鏡子里的人會(huì)怎么樣,也會(huì)伸出一根手指摸向鏡子,最終人的手指可以碰到鏡子,鏡子里的人的手指也剛好和人的手指重疊,這個(gè)重疊的點(diǎn)如果套用到我們?nèi)S的“反位面”和“正位面”中來(lái),便是兩個(gè)位面的穿透通道,即當(dāng)一對(duì)正反物質(zhì)同時(shí)在彼此位面的完全相同空間坐標(biāo)時(shí),這一對(duì)正反物質(zhì)便會(huì)處于位面通道中,但在位面通道中的正反物質(zhì)是無(wú)法湮滅的,任何物質(zhì)在位面通道中均無(wú)法發(fā)生改變。于是,此時(shí)便能在兩個(gè)位面的相同位置同時(shí)擁有這一對(duì)正反物質(zhì),如果此時(shí)利用特殊磁場(chǎng)將一對(duì)正反物質(zhì)控制住,即用特殊磁場(chǎng)挪走正物質(zhì),留下反物質(zhì),則將可以觀測(cè)到單獨(dú)的反物質(zhì)了,這種正反物質(zhì)的位面通道時(shí)時(shí)刻刻都在生成和消失,遍布整個(gè)位面,但像銀河系外3500光年的這種巨型聯(lián)系通道的生成條件是非常困難的,需要穩(wěn)定的大面積的特殊磁場(chǎng),還需要大量的成對(duì)的正反物質(zhì)同時(shí)出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域,這就是剛才所說(shuō)的特殊之處?!?p> “好啦,同學(xué)們,我們這一堂課就先上到這里。下堂課將為大家詳細(xì)講解關(guān)于“暗宇宙”中超光速物質(zhì)的知識(shí)?!?p> “同學(xué)們,下課”
鈴鈴鈴……
百川床頭設(shè)好的鬧鐘突然響起,百川猛然睜開(kāi)雙眸……!