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对称的宇宙
2022-11-24

人们都热爱、崇尚并且追求美好的事物,在对自然界的,尤其是在对整体宇宙的探索中更是如此.以和谐、统一和完美作为信仰的科学家们在理论上构造出了简单和对称的宇宙模型,因为人们都相信对称是完美的特征.那么,事实上是否如此呢?

随着科学技术的日新月异,天文观测手段也有了惊人的突破,从传统的光学波段遍及到整个电磁波谱的探测,使我们对宇宙大尺度结构有了长足的认识.观测表明,相对我们自己的星系,宇宙在大尺度上是各向同性的.虽然在较小的范围内物质的分布是不均匀的,有成团性.但如果把这些局部的起伏平滑地去掉,则整体上表现出均匀性.在最大望远镜所及范围内,星系的分布是非常均匀的.换句话说,从我们的星系看去,宇宙在大尺度上不存在任何优越的方向(即这个方向与众不同).对我们来说,宇宙所表现出的是各向同性的,对称的.

然而我们井不知道其他星系的观测者观测到的宇宙是否是各向同性的,没有任何方法可以直接验证这个结果.但是我们可以作一个简单的逻辑推理.如果其他星系的观测者所看到的与我们的观测结果不符,那么,我们得到的是各向异性的情况,也就是说"上帝"在创造宇宙时,在整体结构上把地球或我们的星系放在了最优越的地位,宇宙仅对我们来说是各向同性的——我们是宇宙的中心.

古代的人们是这样认为的,然而当代的科学彻底打破了这一神话.因为"以自我为中心"和"自以为是"思维方式被证明是错误的.而原则上,其他星系的观测者们也会发现,宇宙是如此的均匀、对称.

当然,观测结果与均匀结构一致是对于我们所能达到的宇宙范围而言,但观测并未证实情况必须如此,而更大尺度上的均匀对称性还只是天文学家们的一种美好的愿望而已.

宇宙的对称性并不仅仅包含空间分布这一事实.而作为四维时空中必不可少的时间上也是宇宙对称性的一个重要因素.现代科学理论已经否认了牛顿绝对时间的正确,因而不存在为所有观测者都接受的统一时间系统,每个观测者所测的时间是不一样的.由于考虑到宇宙整体均匀性和各向同性以及把星系联系起来的哈勃定律,可以得到一个美妙的结论,每个星系的观测者所得的时间是同步的,我们得到了一种类似牛顿的宇宙时系统.宇宙在时间也是对称的.

由于对称时空的完美组合,使我们所认为的宇宙和谐、迷人.然而对称与美毕竟只是我们的梦想,宇宙会满足我们的梦想吗?我们只刚刚开了个头.

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