El color es el vacío, el vacío es el color. ¿Realmente el universo está creado de la nada?

La forma es el vacío, el vacío es la forma. Todas las cosas surgen de la nada y regresarán a la nada, una y otra vez, sin terminar. Nada es la esencia del mundo y la existencia es la apariencia del mundo. El comienzo del cielo y la tierra sin nombre, el nombre de la madre de todas las cosas. El vacío y la forma, la nada y la existencia son la unidad de los opuestos.

Las cuatro direcciones, arriba y abajo, se llaman universo, y se les ha llamado universo en el pasado y en el presente.

¿El universo existe para siempre? Si no, ¿cuándo nació el universo? ¿Qué tan grande es el universo? ¿Qué forma tiene? ¿De qué está hecho el universo? ¿De dónde vino todo lo que hay en el universo? ¿Cuál es su esencia? ¿Cómo evoluciona el universo y cuál será su resultado final?

Los seres humanos tenemos una curiosidad innata por el universo. Descubrir los misterios del universo está relacionado con nuestra comprensión del significado de la vida y el desarrollo saludable de la civilización humana. Por eso, trabajamos incansablemente para encontrar la respuesta definitiva a todo lo que existe en el universo.

Aunque la huella humana más lejana hasta el momento es sólo hasta la luna más cercana, y no sabemos cuándo podremos volar a través del sistema solar para explorar el espacio interestelar. Sin embargo, esto no nos impide explorar los secretos del universo. En los últimos cien años, han surgido una tras otra varias teorías científicas sobre el universo, y se han publicado uno tras otro varios descubrimientos científicos importantes, lo que nos permite profundizar aún más nuestra comprensión del universo.

No conozco la verdadera cara del Monte Lu, solo porque estoy en esta montaña. No es fácil para nosotros, que vivimos en el universo, comprender la imagen completa del universo.

Aún no hay ninguna conclusión sobre la forma del universo. Según la relatividad general, el espacio-tiempo puede ser curvo. Al tratar el universo como un espacio completo, si conocemos la masa y la energía totales del universo, podemos usar la teoría de la relatividad para calcular la forma del universo. Si la gravedad generada por la materia es mayor que cierto valor crítico, el universo tendrá una estructura esférica; si es igual al valor crítico, el universo será plano; si es menor que el valor crítico, el universo tendrá; una estructura en forma de silla de montar. En 2013, según un estudio de la NASA, el universo es casi plano en una escala considerable, como un trozo de papel blanco. El matemático estadounidense Jeffrey Weeks dedujo que el universo es en realidad finito, con forma de 12 edros compuestos de pentágonos, como una pelota de fútbol, ​​con un diámetro de sólo unos 7 mil millones de años luz. Algunos científicos piensan que el universo es como un donut. Stephen Hawking cree que el universo es finito pero no tiene fronteras, y que la forma del universo puede tener una geometría increíble. En la naturaleza, los fractales están en todas partes y el universo también puede ser una estructura fractal muy grande.

Las últimas investigaciones muestran que la edad del universo es de unos 13.800 millones de años, y su diámetro puede alcanzar al menos 92.000 millones de años luz. Dado que el universo todavía se está expandiendo, el diámetro del universo continúa expandiéndose.

Observando la gran escala del universo, la unidad básica que lo constituye es la galaxia. Según estimaciones teóricas, el universo puede contener alrededor de 2 billones de galaxias. Estas galaxias, según su posición espacial y su interacción gravitacional, forman cúmulos y supercúmulos de galaxias. En general, las galaxias presentan una estructura de distribución similar a una telaraña o red neuronal en el universo.

El tamaño de las galaxias varía mucho, con diámetros que generalmente oscilan entre unos pocos miles de años luz y cientos de miles de años luz, y algunas llegan a tener un tamaño de varios millones de años luz. La masa de las galaxias generalmente oscila entre un millón y un billón de veces la masa del sol. Las galaxias se agrupan en grupos grandes y pequeños llamados cúmulos de galaxias. En promedio, en cada cúmulo de galaxias hay alrededor de cien galaxias, con un diámetro de más de decenas de millones de años luz. Un sistema celeste de nivel superior compuesto por varios cúmulos de galaxias se denomina supercúmulo. Los supercúmulos suelen tener una forma alargada y pueden alcanzar cientos de millones de años luz de diámetro. Por lo general, los supercúmulos contienen sólo unos pocos cúmulos de galaxias, y sólo unos pocos supercúmulos contienen docenas de cúmulos de galaxias.

Las galaxias están compuestas principalmente por estrellas, y también incluyen algunos cúmulos estelares, nebulosas y materia interestelar. Este material orbita el centro de masa de la galaxia. Generalmente se cree que el centro de la mayoría de las galaxias contiene un agujero negro supermasivo.

Debido a los diferentes procesos de formación, las galaxias tienen diferentes formas y estructuras y se pueden dividir en tres categorías principales: galaxias elípticas, galaxias espirales y galaxias irregulares.

La Vía Láctea es la galaxia en la que se encuentra el sistema solar, que incluye cientos de miles de millones de estrellas y una gran cantidad de cúmulos estelares, nebulosas y diversos tipos de gas interestelar y polvo interestelar. La masa total de la Vía Láctea es aproximadamente 200 mil millones de veces la del Sol, de la cual el 90% son estrellas. Las estrellas suelen agruparse en cúmulos. Además de un gran número de estrellas binarias, en la Vía Láctea se han descubierto más de mil cúmulos estelares. También hay gas y polvo en la Vía Láctea, y su contenido representa aproximadamente el 10% de la masa total de la Vía Láctea. La distribución del gas y el polvo es desigual, algunos se agrupan en nebulosas y otros se encuentran dispersos en el espacio interestelar. .

La Vía Láctea es un disco elíptico y una galaxia espiral barrada. Tiene una estructura de disco enorme y está compuesta por cuatro brazos espirales simétricos. Los brazos espirales están separados por unos 4.500 años luz. El sistema solar está ubicado en el Brazo de Orión, un brazo de la Vía Láctea. A medida que pasan las estrellas, el sistema solar gira alrededor del centro de la Vía Láctea a una velocidad de 250 kilómetros por segundo, y tarda unos 220 millones de años en completar una rotación. La Vía Láctea se mueve con respecto a las galaxias vecinas a una velocidad de. 600 kilómetros por segundo. Esto equivale a cuántas veces nos movemos cada día incluso si estamos quietos. También se moverá 51,84 millones de kilómetros en el espacio, o 18,9 mil millones de kilómetros por año.

En la región central de la Vía Láctea, el núcleo de la galaxia está violentamente activo y emite continuamente fuertes radiaciones de radio, radiaciones infrarrojas, radiaciones de rayos X y radiaciones de rayos gamma. Puede ser una o más. Agujeros negros gigantes con una masa total equivalente a 2,5 millones de veces la masa del Sol. Un agujero negro es extremadamente denso, tiene un volumen extremadamente pequeño y la curvatura del espacio-tiempo también es muy grande. Su fuerte gravedad impide que la luz escape, por eso se le llama agujero "negro". Los agujeros negros no se pueden observar directamente, pero sí se pueden observar sus efectos sobre otras cosas para conocer su existencia. Un agujero negro se forma cuando una estrella con suficiente masa colapsa debido al colapso gravitacional después de que se agota el combustible de la reacción de fusión nuclear.

Varios tipos de planetas son los componentes principales de las galaxias. Existen muchas categorías, generalmente incluyen estrellas y planetas. Una estrella se refiere a un planeta que puede generar calor y luz basándose en la energía generada por la fusión nuclear, como el sol. Los planetas suelen referirse a cuerpos celestes que tienen una determinada masa, son aproximadamente esféricos, no emiten luz por sí mismos y orbitan alrededor de una estrella, como los ocho planetas principales del sistema solar (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

Durante su ciclo de vida, las estrellas también evolucionarán hasta convertirse en gigantes rojas, supernovas, estrellas de neutrones, enanas blancas, estrellas de quarks, etc. Es la masa total de la estrella la que determina su evolución y destino final. Una estrella de baja masa (como el Sol) primero se expandirá hasta convertirse en una gigante (roja, azul, blanca), luego colapsará y se convertirá en una enana blanca o una enana azul, perderá energía a través de la radiación, se convertirá en una enana roja y luego se convertirá en una enana negra. , y finalmente desaparecer. Las estrellas masivas primero se convertirán en supergigantes (azules, blancas, rojas), luego explotarán como supernovas y, finalmente, se convertirán en estrellas de neutrones, estrellas de quarks o agujeros negros. La estrella de neutrones finalmente pierde energía y forma una enana negra. Un agujero negro irradiará partículas hacia afuera y puede convertirse en un agujero blanco o evaporarse por completo.

La disparidad de tamaño de varios planetas en el universo supera con creces nuestra imaginación, y los resultados de la comparación son bastante impactantes. El diámetro de la Tierra es de unos 12.756 kilómetros, unas cuatro veces el diámetro de la Luna (unos 3.500 kilómetros), y su volumen es cincuenta veces el de la Luna. El diámetro del sol es de unos 1.392.000 kilómetros, lo que equivale a unas 109 veces el diámetro de la Tierra, y su volumen es de unas 1,3 millones de veces el de la Tierra. Sirio A, la estrella más brillante del cielo nocturno, tiene un diámetro de unos 2.512.560 kilómetros, lo que equivale a unas 197 veces el diámetro de la Tierra, y su volumen es unas 7,64 millones de veces el de la Tierra. La estrella más grande conocida por la humanidad, UY Scutum (supergigante roja), tiene un diámetro de unos 237.651.100 kilómetros, lo que equivale a unas 186.000 veces el diámetro de la Tierra, y su volumen es de unos 6.467 billones de veces el de la Tierra.

La circunferencia del ecuador de la Tierra es de unos 40.000 kilómetros. Si se toma un tren de alta velocidad que viaja a 300 kilómetros por hora para rodear el ecuador de la Tierra, tardará unos 6 días.

El mismo tren de alta velocidad tardará 607 días en orbitar el Sol con una circunferencia de unos 4,37 millones de kilómetros; tardará 1.096 días en orbitar Sirio A, que tiene una circunferencia de unos 7,89 millones de kilómetros; orbita UY Scutum, que tiene una circunferencia de aproximadamente 7,47 mil millones de kilómetros.

Si la tierra se reduce a un grano de arroz y se reduce en la misma proporción, el sol equivaldrá a una gran manzana, Sirio A equivaldrá a una pelota de fútbol, ​​y UY Scutum equivaldrá a un estadio de tamaño mediano. Hay alrededor de 7 mil millones de personas en el mundo. Si UY Scutum se divide en partes iguales entre todos, ¡cada persona puede obtener alrededor de 920.000 Tierras! Comparados con el vasto universo, ¡los seres humanos son realmente pequeños!

De hecho, los distintos planetas, galaxias y otros cuerpos celestes observables sólo representan una pequeña parte de la masa y energía total del universo. La astronomía moderna ha demostrado a través de lentes gravitacionales, la formación de estructuras a gran escala en el universo, observaciones astronómicas y cosmología inflacionaria que el universo puede estar compuesto por aproximadamente 4,9 de materia bariónica (materia observable), 26,8 de materia oscura y 68,3 de energía oscura. La composición de la materia oscura y la energía oscura aún no está clara. Sin embargo, no importa qué sustancia sea, en última instancia está compuesta de partículas microscópicas.

Las moléculas son las unidades más pequeñas que constituyen sustancias con propiedades físicas y químicas relativamente estables. Por ejemplo, nuestra agua común, si continuamos descomponiéndola, sin destruir las propiedades físicas y químicas del agua, la unidad más pequeña es una molécula de agua. Una molécula de agua (H2O) se puede descomponer en dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Pero en este momento sus características son completamente diferentes a las del agua, y ya no es agua. Otro ejemplo es el oxígeno necesario para mantener la vida. Está compuesto por moléculas de oxígeno (O2). Una molécula de oxígeno puede descomponerse aún más en dos átomos de oxígeno, pero entonces ya no es oxígeno. Las moléculas más simples están compuestas por un solo átomo y se denominan moléculas monoatómicas, como el helio y el argón. Las moléculas más complejas pueden estar compuestas por miles o incluso millones de átomos, como el caucho sintético, las fibras sintéticas y otros polímeros de alto peso molecular.

Los átomos que forman las moléculas son indivisibles en las reacciones químicas y se denominan elementos. Hay 118 tipos de elementos descubiertos en el universo, 94 de los cuales existen en la Tierra. El cuerpo humano está compuesto por más de 90 elementos. Todos estos elementos se pueden encontrar en la superficie de la corteza terrestre. Los macroelementos del cuerpo humano incluyen oxígeno 65, carbono 18, hidrógeno 10, nitrógeno 3, calcio 1,5, fósforo 1, potasio 0,35, azufre 0,25, sodio 0,15, cloro 0,15 y magnesio 0,05. Entre ellos, el oxígeno, el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre son los principales componentes de las proteínas, grasas, carbohidratos y ácidos nucleicos.

La estructura de un átomo es algo similar a la del sistema solar. El núcleo en el centro es como el sol, y los electrones fuera del núcleo se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad como los planetas que giran alrededor del mismo. sol. Por supuesto, el movimiento de los electrones es mucho más complicado. A excepción del isótopo de hidrógeno protio, que contiene sólo un protón en su núcleo, otros núcleos atómicos están compuestos por dos partículas, protones y neutrones. El núcleo de un átomo de materia positiva (átomo positivo) está compuesto por protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros, por lo que el núcleo de un átomo positivo tiene carga positiva. Cuando el número de protones en un átomo positivo es igual al número de electrones cargados negativamente que rodean el núcleo, el átomo es eléctricamente neutro; en caso contrario, es un ion con carga positiva o negativa. Los diámetros atómicos son del orden de 10 -10 m. La masa del átomo se concentra principalmente en protones y neutrones, generalmente entre 10 y 27 kg.

Según la teoría del modelo estándar, los protones y los neutrones no son las partículas más básicas. Actualmente se han descubierto 61 tipos de partículas elementales, que se pueden dividir en dos categorías: fermiones y bosones. Entre ellos, los fermiones son partículas que forman la materia, incluidos 36 tipos de quarks y 12 tipos de leptones. Los bosones son partículas que transmiten diversas fuerzas, incluidos 8 tipos de gluones, 2 tipos de partículas W, 1 tipo de partícula Z, 1 tipo de fotón y 1 tipo de partícula de Higgs.

Los quarks son partículas elementales que participan en fuertes interacciones. Se combinan entre sí para formar una partícula compuesta llamada hadrón. Los hadrones más estables son los protones y los neutrones.

Los quarks se pueden dividir en 6 sabores (quark arriba, quark abajo; quark encantador, quark extraño; quark inferior, quark superior), cada sabor tiene 3 colores (rojo, verde, azul), más 18 antipartículas correspondientes, en total ***Hay Hay 36 estados diferentes (el sabor y el color mencionados aquí no significan sabor ni color). Los protones están formados por dos quarks arriba y un quark abajo, y los neutrones están formados por dos quarks abajo y un quark arriba.

Los leptones son fermiones que no participan en la interacción fuerte y sólo se ven afectados por la fuerza electromagnética y la fuerza débil. Los leptones incluyen tres tipos de partículas: electrones, muones y tauones, así como tres tipos de neutrinos, además de seis tipos de antipartículas, para un total de 12 tipos. Los electrones, muones y tauones llevan una unidad de carga negativa. Sus antipartículas e, μ y τ llevan una carga positiva de una unidad. Los neutrinos y sus antipartículas no tienen carga y son partículas neutras.

Existen 8 tipos de gluones, con masa estática 0, espín 1 y carga de color. Son partículas que transmiten fuertes interacciones entre quarks. La fuerte interacción entre quarks con carga de color se logra mediante el intercambio de gluones. Los gluones tienen cargas de color y también existen fuertes interacciones entre los gluones. Los propios gluones pueden liberar o absorber gluones. Las partículas W y Z son partículas que transmiten interacciones débiles. Hay dos tipos de partículas W, una con carga positiva y otra con carga negativa. Sólo existe un tipo de partícula Z, que es eléctricamente neutra y tiene su propia antipartícula. Los fotones son partículas que transmiten interacciones electromagnéticas y solo existe un tipo. De todos los bosones, sólo el bosón de Higgs no es un bosón de calibre. El bosón de Higgs es un bosón de espín cero responsable de impartir masa a los bosones de calibre y fermiones.

Las 61 partículas del Modelo Estándar han sido confirmadas experimentalmente. Pero todavía hay un tipo de partícula que no está incluida en el modelo estándar y no ha sido observada: el gravitón, que transmite la fuerza gravitacional. Hay cuatro fuerzas básicas en la naturaleza: gravitación universal, interacción electromagnética, interacción débil e interacción fuerte. Se han descubierto bosones que transmiten las tres últimas fuerzas, pero aún se desconoce si existen las partículas que transmiten la gravedad. Sin embargo, los científicos creen que desde la perspectiva de la gravedad cuántica, los gravitones deben existir. Porque cuando se cuantifica la gravedad, la energía gravitacional se puede dividir en partes y la energía gravitacional debe transferirse al infinito utilizando gravitones como portadores.

Ahora que tenemos una comprensión básica de todo lo que hay en el universo, tanto desde el punto de vista macro como micro, analicemos a continuación una pregunta fundamental: ¿de dónde vino todo lo que hay en el universo? ¿Cuál es su esencia?

Sabemos que todo en el mundo tiene su causa. Todo tiene una causa y debe tener un efecto, y todo efecto debe tener una causa. Por lo tanto, todo en el mundo debería tener un origen si se puede rastrear hasta el pasado. Entonces, ¿cuándo comenzó nuestro universo? ¿De dónde viene?

Ante esta pregunta, una respuesta sencilla, directa y coherente con el sentido común en nuestras vidas es que el universo es estable y constante, sin principio ni fin. Al igual que en nuestra vida diaria, el sol siempre sale por el este por la mañana y se pone por el oeste por la tarde. Las cuatro estaciones del año son primavera, verano, otoño e invierno. La primavera es cálida y las flores florecen, el verano es caluroso, el otoño es fresco y el invierno es frío. Todo ha sido así desde la antigüedad hasta el presente, y será así en el futuro. El universo fundamentalmente no cambia con el tiempo.

Sin embargo, las observaciones astronómicas han descubierto que el universo no es estático. En 1922, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble observó el "fenómeno del corrimiento al rojo" en galaxias extragalácticas. Descubrió que, sin importar en qué dirección mires, las galaxias distantes se alejan de la Vía Láctea, donde se encuentra nuestra Tierra, al mismo tiempo. El desplazamiento aumenta proporcionalmente con su distancia. Esto significa que el universo está en constante expansión. Esto es como inflar un globo. Si marcamos dos puntos en el globo, encontraremos que la distancia entre los puntos se expande constantemente. Según este razonamiento, las estrellas estaban más cerca entre sí en el pasado que ahora. Esto significa que deberían haber estado en el mismo lugar hace bastante tiempo.

Las principales teorías científicas modernas creen que el universo comenzó hace unos 13.800 millones de años a partir de un punto (singularidad) con un volumen infinitamente pequeño, una densidad infinita, una temperatura infinitamente alta y una curvatura espacio-temporal infinita a través del Big Bang. formado por expansión.

Según la teoría del Big Bang, después del Big Bang, el volumen del universo siguió expandiéndose, su densidad siguió disminuyendo y su temperatura siguió disminuyendo. En menos de 10^-12 segundos, la temperatura bajó a unos 10^15 grados y las cuatro fuerzas básicas del universo aparecieron una tras otra: la primera fue la gravedad, seguida de la fuerza de interacción fuerte, luego la fuerza de interacción débil. y la fuerza electromagnética. Paulatinamente también se van formando las partículas básicas que componen la materia: primero, los gravitones que transmiten las interacciones gravitacionales, seguidos de los quarks, bosones y leptones, y finalmente los protones, neutrones y sus antipartículas. Posteriormente, el universo continuó expandiéndose, la temperatura y la densidad continuaron disminuyendo y gradualmente se formaron átomos, núcleos y moléculas que se combinaron en gases ordinarios. El gas se condensó gradualmente en nebulosas, que posteriormente formaron varias estrellas y galaxias, hasta formar el universo que vemos hoy.

Según el almanaque cósmico propuesto por Carl Sagan en "Dragones del Edén", si se comprimen en un año los 13.800 millones de años de historia del universo, entonces: 1 de enero, el Big Bang; el 1, nació la Vía Láctea; el 9 de septiembre nació el sistema solar; el 14 de septiembre nació la tierra; el 25 de septiembre nació la primera vida en la tierra, nacieron los organismos pluricelulares; nacido el 29 de diciembre apareció el primer grupo de primates; a las 22:30 horas del último día aparecieron los primeros humanos, en el último segundo apareció la primera revolución industrial, apenas tuvimos la; Internet.

El universo contiene alrededor de 2 billones de galaxias, y cada galaxia contiene cientos de millones de estrellas. ¿Cómo podría "explotar" una cantidad tan enorme de materia desde una singularidad infinitesimal? ¿Cuál es la fuente última de materia? ¿Es inverosímil la teoría del Big Bang?

Sin embargo, los hechos observados hacen que haya que convencerse del carácter científico de la teoría del Big Bang. Por ejemplo, en 1964, los ingenieros Penzias y Wilson de la American Bell Telephone Company descubrieron la radiación cósmica de fondo de microondas. La temperatura de radiación que obtuvieron mediante mediciones y cálculos es de 2,7 K, muy cercana a la temperatura predicha por la teoría del Big Bang. Además, la abundancia de elementos ligeros como helio-4, helio-3, deuterio y litio-7 predicha por la teoría de la nucleosíntesis del Big Bang puede considerarse básicamente consistente con las observaciones reales, lo que también es un fuerte apoyo para el Big Bang. Teoría del estallido. Porque hasta el momento ninguna otra teoría puede explicar y dar la abundancia relativa de estos elementos ligeros.

Si el universo fue realmente "explotado" por una singularidad, ¿existieron materia, energía y espacio-tiempo antes de la "explosión"?

Todo en el mundo tiene un proceso de cambio de nacimiento, muerte, existencia, destrucción y vacío. El universo no es una excepción. También tiene un proceso de creación y evolución (formación y residencia). Todas las cosas en el universo se crean "de la nada", y la evolución del universo es un proceso cíclico de "nada" a "ser" y de "ser" a "nada". Cuando no hay "nada", el poder de la creación es mayor. A medida que "allí" aumenta, el poder de la creación disminuye gradualmente. El momento de creación del universo es la singularidad.

La singularidad no está vacía ni vacía. Se dice que está vacío porque la singularidad no tiene tiempo, espacio, materia ni energía. Se dice que no está vacío, porque la singularidad contiene el enorme poder de crear el universo.

Parece difícil entender si una singularidad está vacía o no, pero si analizamos este problema utilizando conceptos matemáticos simples, no parece imposible. "Cero" es un número que tiene la propiedad de estar vacío pero no vacío. "Cero" no significa nada, es decir, "vacío" también se puede dividir en "1" y "-1", "2" y "-2", o "1.1" y "-1.1", "i"; y "-yo", etc. Los números positivos y negativos, los números reales y los números imaginarios son dos aspectos del yin y el yang, que pueden representar energía positiva y negativa, o materia y antimateria positivas. Así como el "cero" se puede dividir en un conjunto infinito de números, el vacío también puede producir energía positiva y energía negativa, o materia positiva y antimateria (¿habrá espacio positivo, antiespacio, tiempo real y tiempo virtual?) . En la singularidad, la energía es "cero", la masa es "cero", el espacio es "cero" y el tiempo también es "cero".

"El Tao genera uno, uno genera dos, dos genera tres y tres genera todas las cosas." Este es el Tao Te Ching que describe el proceso de creación de todas las cosas en el mundo. Para usar un concepto matemático simple como analogía: Tao es el origen de todo. Tao crea un cero (vacío) que se divide en números positivos (materia positiva, energía positiva, etc.) y números negativos (antimateria, energía negativa). etc.). Números positivos y negativos Los números (yin y yang) han dado origen a más números (todas las cosas) a través de diversas evoluciones.

Aunque el universo es enorme, la materia debe haberse originado a partir de partículas extremadamente diminutas. En el mundo cuántico, las leyes físicas son completamente diferentes del mundo macroscópico que vemos todos los días. Para desentrañar el misterio del origen del mundo, primero necesitamos conocer una ley de la física muy crucial.

En 1927, Heisenberg propuso el principio de incertidumbre, que significa que no podemos conocer la posición y el momento de una partícula al mismo tiempo. Cuando conocemos con precisión la posición de una partícula, existe incertidumbre sobre su momento, y viceversa. Existen relaciones de incertidumbre similares entre cantidades físicas como la energía y el tiempo, el momento angular y los ángulos. Este principio muestra que algunas de las cantidades físicas más básicas de una partícula microscópica no pueden tener valores definidos al mismo tiempo. Cuanto más cierta es una cantidad, mayor es la incertidumbre de la otra cantidad.

El principio de incertidumbre parece describir solo el comportamiento de las partículas microscópicas, pero contiene muchas cuestiones filosóficas profundas. Muestra que el mundo se basa en la probabilidad y no podemos predecir con precisión el futuro. determinarse mecánicamente. Al mismo tiempo, este principio también tiene una relación significativa con la creación del universo: esta es la fluctuación cuántica.

La fluctuación cuántica significa que el principio de incertidumbre permite generar aleatoriamente una pequeña cantidad de energía en un espacio vacío (espacio puro), siempre que la energía vuelva a desaparecer en un corto tiempo. Cuanto mayor es la energía producida, menor es el tiempo que existe y viceversa.

La energía (se puede convertir en masa) y el espacio-tiempo son una unidad contradictoria. Cuando se produce energía, se debe producir espacio-tiempo. Si la energía se define como positiva, entonces el espacio-tiempo tiene energía negativa. La esencia del espacio y del tiempo se manifiesta como gravitación universal. La gravedad misma tiene energía negativa, porque la gravedad es una atracción. Suponiendo que la energía térmica en el infinito es 0, cuando un objeto se acerca, su energía potencial es negativa debido al trabajo realizado por la gravedad. En el momento de la energía generada por las fluctuaciones cuánticas, se genera simultáneamente un campo gravitacional. La energía negativa de la gravedad y la correspondiente energía positiva se cancelan entre sí, de modo que la energía total de todo el sistema es 0 y no se genera nueva energía total, lo que está en línea con la ley de conservación de la energía. Dado que la energía está cuantificada, el espacio-tiempo también debe estar cuantificado, no ser continuo.

El Big Bang fue causado por una fluctuación cuántica. Según el principio de incertidumbre, cuanto más pequeño es el espacio, mayor es el impulso que se desvía de la conservación y cuanto más corto es el tiempo, mayor es la energía que se desvía de la conservación. En la etapa inicial, el tiempo es extremadamente pequeño y el espacio es extremadamente pequeño, por lo que la energía y el impulso son muy grandes. Las fluctuaciones del vacío se manifiestan como la creación y aniquilación continua de partículas positivas y negativas. Una vez que ocurre una fluctuación, producirá más fluctuaciones, como derribar a los burros. La reacción en cadena provocó el Big Bang. A medida que pasa el tiempo y el espacio se expande, la energía y el impulso generados por las fluctuaciones cuánticas se vuelven gradualmente más pequeños y el universo se enfría lentamente.

Teóricamente, la energía positiva y la energía negativa generadas por fluctuaciones cuánticas, o la materia positiva y la antimateria convertidas a partir de energía, deberían ser la misma, para cumplir con la ley de conservación de la energía. Pero, de hecho, solo hemos observado cuerpos celestes compuestos de materia positiva y una pequeña cantidad de partículas de antimateria en el universo, pero hasta ahora no se ha descubierto ningún cuerpo celeste de antimateria. El mundo actual está compuesto principalmente de materia positiva y la antimateria no parece existir en la naturaleza en absoluto. ¿Por qué hay más materia positiva que antimateria? La ventaja absoluta de la materia sobre la antimateria, o la asimetría de la materia y la antimateria, es un hecho empírico que debe explicarse en profundidad.

Cuando termina la inflación, la materia que forma el universo incluye el plasma de quarks-gluones y todas las demás partículas elementales. El universo en ese momento todavía estaba tan caliente que las partículas se movían aleatoriamente a altas velocidades, y los pares partícula-antipartícula se creaban y aniquilaban constantemente a través de colisiones durante este período, por lo que el número de partículas y antipartículas en el universo era igual (el total). número de bariones en el universo es cero).

Hasta que, en algún momento, se produjo un proceso de reacción desconocido que violó la conservación del número bariónico, provocando que el número de quarks y leptones superara ligeramente el número de antiquarks y antileptones, en el rango de aproximadamente una parte en 30 millones en una escala de. magnitud, este proceso se llama generación del número bariónico. Este mecanismo es responsable del dominio de la materia sobre la antimateria en el universo actual.

Para explicar este problema, quizás haga falta introducir el concepto de "espacio multidimensional". En pocas palabras, una línea recta es un espacio unidimensional, un plano es un espacio bidimensional y un sólido es un espacio tridimensional. Lo que vivimos y podemos percibir es un espacio tridimensional. Si se le suma el tiempo, se convierte en espacio-tiempo de cuatro dimensiones.

Según la teoría M, el espacio-tiempo debería tener once dimensiones, es decir, diez dimensiones del espacio más una dimensión del tiempo. Dado que vivimos en un espacio tridimensional, es difícil comprender el espacio multidimensional por encima de las cuatro dimensiones a partir de la imagen. Sólo podemos imaginarlo o comprenderlo matemáticamente. Tomando como ejemplo las tres dimensiones, las direcciones que podemos sentir son adelante y atrás, izquierda y derecha, arriba y abajo. En el espacio de cuatro dimensiones, hay una dirección adicional de "adentro y afuera". Es decir, hay cuatro ejes de coordenadas en un espacio de cuatro dimensiones, el cuarto de los cuales es perpendicular a los otros tres ejes de coordenadas. Así como un plano es un plano cortado de un espacio tridimensional, el espacio tridimensional es simplemente un "cuerpo cortado" del espacio tetradimensional. El espacio tiene dimensiones extendidas y curvadas, y siete de las diez dimensiones son curvadas y compactas. Debido a que las dimensiones del rizo son aproximadamente la escala de Planck, son difíciles de observar.

La teoría M cree que la masa y la energía no se conservan en su propia dimensión y escaparán a espacios de dimensiones superiores. Esto nos ayuda a comprender por qué hay más materia que antimateria. Debido a que una gran cantidad de partículas de antimateria pueden haber escapado del espacio tridimensional en el que vivimos a través de un mecanismo similar al "salto de una bola de billar" y entraron en un espacio de dimensiones superiores, y fueron aprisionadas en el espacio de siete dimensiones superior, por lo tanto no siendo Nosotros observados.

Cuando jugamos al billar, en ocasiones las bolas de billar saltarán de la mesa al golpear la bola, es decir, las bolas de billar escapan de la mesa bidimensional al espacio tridimensional. Si la superficie de la mesa es absolutamente lisa, las bolas de billar también son absolutamente esféricas. En teoría, las bolas de billar no pueden saltar de la mesa. Pero, de hecho, si miras de cerca, puedes encontrar pequeñas ondulaciones en la superficie de la mesa y pequeños desniveles en la superficie de las bolas de billar. Por lo tanto, con el ángulo y la fuerza de golpe correctos, la bola de billar puede saltar de la mesa y entrar al espacio tridimensional desde el espacio bidimensional.

De manera similar, debido al principio de incertidumbre, las fluctuaciones cuánticas producen espuma cuántica (también llamada espuma espacio-temporal, un concepto propuesto por Wheeler basado en la mecánica cuántica en 1955). En la longitud de Planck de la espuma cuántica, el espacio-tiempo ya no es uniforme y muchas formas diferentes aparecen y desaparecen aleatoriamente como una burbuja. Sin embargo, así como la mesa de billar parece fluida desde la distancia, el universo también lo es desde una perspectiva macro. Es como mirar el mar desde un avión. La superficie del mar parece tan suave como un espejo. Cuando el avión aterrizó, empezamos a ver olas en el mar. Si nos sentamos en una embarcación, también encontraremos rápidos, remolinos y espuma en la superficie del mar. La longitud de Planck es la escala más pequeña que la física puede describir actualmente. En relación con la longitud de Planck, las partículas elementales como los protones serían un océano.

La espuma cuántica vuelve desiguales los espacios unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales, con ondulaciones extremadamente leves como olas. Cuando las partículas chocan en un espacio así, escaparán del espacio unidimensional al espacio bidimensional, del espacio bidimensional al espacio tridimensional y del espacio tridimensional al espacio cuatridimensional como una bola de billar. Por analogía, por alguna razón, las partículas de antimateria escapan a espacios de dimensiones superiores durante las colisiones. Una gran cantidad de materia y energía oscuras del universo pueden escapar a través de este mecanismo y quedar atrapadas en materia y energía en el espacio superior de siete dimensiones.

Un vacío no está vacío. La teoría cuántica predice que el vacío contiene una enorme energía de fondo, que todavía existe en el cero absoluto y se llama energía del punto cero del vacío. En 1948, el físico holandés Casimir propuso un plan para detectar la existencia de esta energía. Tras mediciones precisas, se confirmó que la energía del punto cero del vacío sí existe.

Según el principio de incertidumbre, la posición y el momento de una partícula no se pueden determinar simultáneamente. Por lo tanto, incluso cuando la temperatura cae al cero absoluto, las partículas deben seguir vibrando.

De lo contrario, si la partícula se detiene, su momento y posición pueden determinarse simultáneamente, lo que viola el principio de incertidumbre. La energía de vibración de partículas en el cero absoluto (vibración del punto cero) es la energía del punto cero del vacío. Muestra que el vacío no está vacío y que hay una enorme energía de fondo en él. Se estima que la densidad energética del vacío puede llegar a 10,19 julios por metro cúbico, lo que equivale aproximadamente a 2,78 millones de kilovatios hora de energía eléctrica. Dirac describió el estado de vacío desde la perspectiva de la teoría cuántica de campos, comparando el vacío con un mar ondulante de energía.

El universo tiene un proceso de creación y evolución, que inevitablemente conducirá a su decadencia y destrucción. Atardecer y amanecer, la luna crece y mengua, la marea sube y baja, las flores florecen y se marchitan. Todo en el mundo es cíclico y comienza una y otra vez. Lo mismo debería ser cierto para el universo.

Según la teoría del Big Bang, existen tres destinos para el futuro del universo. La primera es la "Gran Inflación", en la que el universo se expandirá para siempre; la segunda es que se expande y luego comienza a contraerse, para finalmente colapsar en el evento "Big Crunch"; cual el universo acelera hacia afuera, destrozando galaxias y estrellas, dejando solo cuando el universo se acelera demasiado, la fuerza de unión entre los átomos ya no puede contenerse y, finalmente, toda la materia se desmoronará y se dispersará. ¿Cuál de estos tres destinos es el fin último del universo?

La relatividad general cree que el universo se contraerá después de expandirse hasta cierto punto, hasta reducirse hasta un punto infinitesimal; mientras que la teoría de supercuerdas cree que el universo alcanzará su límite después de contraerse hasta la longitud de Planck, y Luego se expandirá nuevamente. La explosión se repite así...

El proceso de gran explosión, expansión, contracción y retorno a la singularidad del universo, y luego otra gran explosión, expansión, contracción, y volver a la singularidad es como El péndulo tal como lo conocemos todos los días. La oscilación del péndulo se logra mediante la conversión mutua de energía potencial gravitacional y energía cinética. Si tiramos del péndulo hacia arriba, se balanceará hacia abajo debido a la influencia de la gravedad, pero como tiene velocidad cuando alcanza la posición más baja, no se detendrá en la posición más baja, sino que continuará corriendo más allá de la posición más baja. impulsado por energía cinética, tire hacia arriba en la otra dirección y luego gire hacia abajo nuevamente cuando alcance la posición más alta. Si no hay pérdida de energía, el péndulo se repetirá en este ciclo para siempre. Tirar del péndulo hacia arriba es como la expansión del universo, balancearlo hacia abajo es como la contracción del universo y la posición más baja es como una singularidad.

El Big Bang y luego la expansión del universo son la creación y evolución (formación y residencia) del universo, el proceso de la "nada" a la "existencia" y del "vacío" al "color"; el universo se encoge y luego regresa a La singularidad es la decadencia y destrucción del universo (la destrucción del vacío), el proceso de la "existencia" a la "nada" y del "color" al "vacío".

Este es un mundo caótico y la respuesta definitiva está enterrada en lo profundo del cielo. Soy el Dr. ZERO

Referencias:

1. Einstein, "La Teoría de la Relatividad"

2. Hawking, "Una Breve Historia del Tiempo" y "En pocas palabras" "El Universo" "Gran diseño"

3. Zeng Jinyan, "Mecánica cuántica"

4. Hiroshi Oguri, "Teoría de supercuerdas: exploración del origen del tiempo , Espacio y Universo"

5. Enciclopedia Baidu: Universo, Galaxia, Vía Láctea, Teoría de Supercuerdas, Modelo Estándar