색은 공허함, 공허함은 색이다. 우주는 정말 무(無)에서 창조된 것인가?

형태는 비어 있고, 비어 있는 것은 형태이다. 모든 것은 무(無)에서 생겨나고 무(無)로 돌아가고, 끝이 없이 계속 반복됩니다. 아무것도 세상의 본질이 아니며, 존재는 세상의 모습이다. 이름 없는 천지의 시작, 만물의 어머니의 이름. 공허함과 형태, 무(無)와 존재는 대립의 통일체이다.

위와 아래의 네 방향을 우주라 부르는데, 과거와 현재에도 우주라고 불려왔다.

우주는 영원히 존재하는 걸까요? 그렇지 않다면 우주는 언제 탄생했는가? 우주는 얼마나 큽니까? 어떤 모양인가요? 우주는 무엇으로 만들어졌나요? 우주의 모든 것은 어디서 왔는가? 그 본질은 무엇입니까? 우주는 어떻게 진화하며, 우주의 궁극적인 결과는 무엇입니까?

인간은 우주에 대한 타고난 호기심을 가지고 있습니다. 우주의 신비를 밝히는 것은 삶의 의미를 이해하고 인류 문명의 건전한 발전과 관련됩니다. 그러므로 우리는 우주의 모든 것에 대한 궁극적인 답을 찾기 위해 끊임없이 노력합니다.

지금까지 인간이 남긴 발자국 중 가장 먼 곳은 가장 가까운 달뿐이고, 언제 태양계를 건너 성간 우주를 탐험할 수 있을지는 알 수 없습니다. 그러나 이것이 우리가 우주의 비밀을 탐구하는 것을 방해하지는 않습니다. 지난 세기에는 우주에 관한 다양한 과학 이론이 속속 등장하고, 다양한 주요 과학적 발견이 속속 발표되면서 우주에 대한 우리의 이해가 더욱 깊어졌습니다.

나는 이 산에 있기 때문에 루산의 진짜 모습을 모른다. 우주에 사는 우리가 우주의 전체 모습을 이해하는 것은 쉽지 않습니다.

우주의 모양에 대해서는 아직 결론이 나오지 않았습니다. 일반상대성이론에 따르면 시공간은 휘어질 수 있다. 우주를 하나의 공간으로 보면, 우주의 전체 질량과 에너지를 알면 상대성 이론을 이용해 우주의 모양을 계산할 수 있다. 물질에 의해 생성된 중력이 특정 임계값보다 크면 우주는 구형 구조를 갖게 되며, 임계값과 같으면 우주는 평평해지고, 임계값보다 작으면 우주는 구형 구조를 갖게 됩니다. 안장 모양의 구조. 2013년 NASA의 조사에 따르면 우주는 마치 흰 종이처럼 상당한 규모로 거의 평평하다고 합니다. 미국 수학자 제프리 윅스(Jeffrey Weeks)는 우주가 실제로 유한하며, 축구공처럼 오각형으로 구성된 12면체 모양이며, 직경이 약 70억 광년에 불과하다고 추론했습니다. 일부 과학자들은 우주가 도넛과 같다고 생각합니다. 스티븐 호킹은 우주는 유한하지만 경계가 없으며, 우주의 모양은 놀라운 기하학일 수 있다고 믿습니다. 자연에는 프랙탈이 어디에나 있고 우주도 매우 큰 프랙탈 구조일 수 있습니다.

최신 연구에 따르면 우주의 나이는 약 138억년, 지름은 최소 920억광년에 달할 수 있는 것으로 나타났다. 우주는 계속해서 팽창하고 있기 때문에 우주의 직경도 계속해서 팽창하고 있습니다.

우주의 큰 규모로 보면, 우주를 구성하는 기본 단위는 은하이다. 이론적 추정에 따르면, 우주에는 약 2조 개의 은하가 있을 수 있습니다. 이러한 은하들은 공간적 위치와 중력 상호작용에 기초하여 은하단과 초은하단을 형성합니다. 전반적으로 은하계는 우주의 거미줄이나 신경망과 유사한 분포 구조를 나타냅니다.

은하의 크기는 매우 다양하며 일반적으로 직경은 수천 광년에서 수십만 광년에 이르며 일부는 수백만 광년에 이릅니다. 은하의 질량은 일반적으로 태양 질량의 100만 배에서 1조 배에 이릅니다. 은하들은 은하단이라 불리는 크고 작은 그룹으로 모입니다. 평균적으로 각 은하단에는 지름이 수천만 광년이 넘는 약 100개의 은하가 있습니다. 여러 개의 은하단으로 구성된 더 높은 수준의 천체계를 초은하단이라고 합니다. 초은하단은 종종 길쭉한 모양을 갖고 있으며 직경이 수억 광년에 달할 수 있습니다. 일반적으로 초은하단에는 소수의 은하단만 포함되고, 소수의 초은하단에는 수십 개의 은하단이 포함됩니다.

은하는 주로 별들로 구성되어 있으며, 일부 성단, 성운, 성간 물질도 포함되어 있습니다. 이 물질은 은하 질량 중심을 공전합니다. 일반적으로 대부분의 은하의 중심에는 초대질량 블랙홀이 포함되어 있다고 믿어집니다.

다양한 형성 과정으로 인해 은하계는 모양과 구조가 다르며 타원은하, 나선은하, 불규칙은하의 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

은하수는 태양계가 위치한 은하계로, 수천억 개의 별과 수많은 성단, 성운, 각종 성간 가스와 성간 먼지 등이 모여 있다. 은하수의 전체 질량은 태양 질량의 약 2,000억 배에 달하며, 그 중 90%가 별입니다. 별들은 종종 성단으로 모입니다. 은하수에서는 수많은 쌍성단 외에도 천 개 이상의 성단이 발견되었습니다. 은하수에도 가스와 먼지가 있는데, 그 함량은 은하수 전체 질량의 약 10%를 차지한다. 가스와 먼지의 분포는 고르지 않고, 일부는 성간 공간에 흩어진다. .

은하수는 타원형 원반과 막대나선은하로 거대한 원반 구조를 갖고 있으며 나선팔은 약 4,500광년 떨어져 있습니다. 태양계는 은하수의 팔인 오리온팔에 위치해 있습니다. 시간이 지나면서 태양계는 은하 중심을 250㎞/초의 속도로 회전하고, 한 바퀴 회전하는 데 약 2억 2천만년이 걸린다. 우리가 가만히 누워 있어도 우리와 맞먹는 초당 600㎞의 속도로 우리는 매일 중심 주위를 돌게 된다. 우주에서도 5184만㎞, 연간 189억㎞를 이동하게 된다.

은하수 중심부에서는 은하핵이 격렬하게 활동하며 강한 전파, 적외선, 엑스선, 감마선 등을 지속적으로 방출하고 있다. 전체 질량이 태양질량의 250만배에 달하는 거대 블랙홀이다. 블랙홀은 밀도가 매우 높고, 부피도 극히 작으며, 시공간 곡률도 매우 크다. 중력이 강해 빛이 빠져나가는 것을 막아주기 때문에 '블랙홀'이라고 불린다. 블랙홀은 직접적으로 관찰할 수는 없지만 다른 사물에 미치는 영향을 관찰하면 그 존재를 알 수 있다. 충분한 질량을 가진 별은 핵융합 반응의 연료가 고갈된 후 중력 붕괴를 겪어 블랙홀을 생성합니다.

다양한 유형의 행성은 은하계의 주요 구성 요소이며 일반적으로 별과 행성을 포함하여 많은 범주가 있습니다. 별이란 태양처럼 핵융합으로 발생하는 에너지에 의지해 열과 빛을 낼 수 있는 행성을 말한다. 행성이란 일반적으로 태양계의 8개 주요 행성(수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성과 해왕성).

별은 생애주기 동안 적색거성, 초신성, 중성자별, 백색왜성, 쿼크별 등으로 진화하기도 합니다. 별의 진화와 궁극적인 운명을 결정하는 것은 별의 전체 질량입니다. 태양과 같은 질량이 작은 별은 먼저 (적색, 청색, 백색) 거성으로 팽창한 다음 백색 왜성 또는 청색 왜성으로 붕괴하고 방사선을 통해 에너지를 잃고 적색 왜성이 된 다음 흑색 왜성이 됩니다. , 마침내 사라집니다. 거대한 별은 먼저 (파란색, 흰색, 빨간색) 초거성이 된 다음 초신성으로 폭발하여 결국 중성자별, 쿼크별 또는 블랙홀이 됩니다. 중성자별은 결국 에너지를 잃고 흑색 왜성을 형성합니다. 블랙홀은 입자를 외부로 방출하여 화이트홀이 되거나 완전히 증발할 수 있습니다.

우주 속 다양한 행성들의 크기 차이는 우리의 상상을 훨씬 뛰어넘는데, 그 비교 결과는 꽤 충격적이다. 지구의 지름은 약 12,756km로 달 지름(약 3,500km)의 약 4배, 부피는 달의 약 50배이다. 태양의 지름은 약 1,392,000km로 지구 지름의 약 109배에 해당하고, 부피는 지구의 약 130만 배에 달합니다. 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스 A의 지름은 약 2,512,560km로 지구 지름의 약 197배에 해당하고, 부피는 지구의 약 764만 배에 달한다. 인류가 알고 있는 가장 큰 별인 UY 스쿠툼(적색초거성)은 지름이 약 237,651,100km로 지구 지름의 약 186,000배에 해당하고, 부피는 지구의 약 6,467조 배에 달한다.

지구의 적도 둘레는 약 4만㎞로, 시속 300㎞로 이동하는 고속열차를 타고 지구 적도를 한 바퀴 도는 데는 약 6일이 걸린다.

같은 고속철도는 둘레가 약 437만 킬로미터인 태양 주위를 도는 데 607일이 걸리고, 둘레가 약 789만 킬로미터인 시리우스 A를 도는 데는 1096일이 걸리며, 2,841년이 걸립니다. 둘레가 약 74억 7천만 킬로미터에 달하는 UY Scutum 궤도를 돌고 있습니다.

지구를 쌀알로 줄여 같은 비율로 축소하면 태양은 큰 사과, 시리우스 A는 축구공, UY 스쿠텀은 같다. 중형 경기장으로. 전 세계 인구는 약 70억 명입니다. UY Scutum을 모든 사람에게 균등하게 분배하면 각 사람은 약 920,000개의 지구를 얻을 수 있습니다! 광대한 우주에 비하면 인간은 정말 작습니다!

사실, 관측 가능한 다양한 행성, 은하계, 기타 천체는 우주 전체 질량과 에너지의 작은 부분만을 차지할 뿐입니다. 현대 천문학은 중력 렌즈, 우주의 대규모 구조 형성, 천문 관측 및 팽창 우주론을 통해 우주가 약 4.9 중입자 물질(관측 가능한 물질), 26.8 암흑 물질, 68.3 암흑 에너지로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 암흑물질과 암흑에너지의 구성은 아직 명확하지 않습니다. 그러나 어떤 물질이든 결국은 미세한 입자로 구성되어 있습니다.

분자는 상대적으로 안정적인 물리적, 화학적 특성을 지닌 물질을 구성하는 가장 작은 단위입니다. 예를 들어, 우리가 흔히 알고 있는 물을 물의 물리적, 화학적 특성을 파괴하지 않고 계속해서 물을 분해한다면 가장 작은 단위는 물 분자입니다. 물 분자(H2O)는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 더 분해될 수 있습니다. 그러나 이때는 그 성질이 물과 전혀 다르며, 더 이상 물이 아니다. 또 다른 예로 우리가 생명을 유지하는 데 필요한 산소는 산소 분자(O2)로 구성되어 있습니다. 산소 분자는 두 개의 산소 원자로 더 분해될 수 있지만 더 이상 산소가 아닙니다. 가장 간단한 분자는 단 하나의 원자로 구성되며 헬륨 및 아르곤과 같은 단원자 분자라고 합니다. 가장 복잡한 분자는 합성 고무, 합성 섬유 및 기타 고분자 폴리머와 같이 수천 또는 수백만 개의 원자로 구성될 수 있습니다.

분자를 구성하는 원자는 화학 반응에서 나눌 수 없으며 원소라고 합니다. 우주에는 118종의 원소가 발견되었으며, 그 중 94종이 지구에 존재합니다. 인체는 90개 이상의 요소로 구성되어 있습니다. 이 원소들은 모두 지각 표면에서 발견될 수 있습니다. 인체의 거대 원소에는 산소 65, 탄소 18, 수소 10, 질소 3, 칼슘 1.5, 인 1, 칼륨 0.35, 황 0.25, 나트륨 0.15, 염소 0.15 및 마그네슘 0.05가 포함됩니다. 그 중 산소, 탄소, 수소, 질소, 인, 황은 단백질, 지방, 탄수화물, 핵산의 주성분이다.

원자의 구조는 태양계의 구조와 다소 비슷합니다. 중앙의 핵은 태양과 비슷하며, 핵 외부의 전자는 행성이 회전하는 것처럼 핵 주위를 빠른 속도로 움직입니다. 해. 물론 전자의 움직임은 훨씬 더 복잡합니다. 핵에 단 하나의 양성자를 포함하는 수소 동위원소인 프로튬을 제외하고 다른 원자핵은 양성자와 중성자라는 두 개의 입자로 구성됩니다. 양성 물질 원자(양성 원자)의 핵은 양전하를 띤 양성자와 전기적으로 중성인 중성자로 구성되어 있으므로 양성 원자의 핵은 양전하를 띠고 있습니다. 양의 원자에 있는 양성자의 수가 핵을 둘러싸고 있는 음으로 하전된 전자의 수와 같을 때 원자는 전기적으로 중성입니다. 그렇지 않으면 양 또는 음의 전하를 띤 이온입니다. 원자 직경은 10~10m 정도이다. 원자의 질량은 주로 양성자와 중성자에 집중되어 있으며 일반적으로 10~27kg입니다.

표준 모형 이론에 따르면 양성자와 중성자는 가장 기본적인 입자가 아닙니다. 현재 발견된 기본 입자는 61종이며, 페르미온과 보존의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 페르미온은 물질을 구성하는 입자로 36종의 쿼크와 12종의 렙톤을 포함한다. 보존은 글루온 8종, W 입자 2종, Z 입자 1종, 광자 1종, 힉스 입자 1종 등 다양한 힘을 전달하는 입자입니다.

쿼크는 강한 상호작용에 참여하는 기본 입자입니다. 이들은 서로 결합하여 하드론이라는 복합 입자를 형성합니다. 가장 안정적인 강입자는 양성자와 중성자입니다.

쿼크는 6가지 맛(업 쿼크, 다운 쿼크, 참 쿼크, 스트레인지 쿼크, 바텀 쿼크, 탑 쿼크)으로 나눌 수 있으며, 각 맛에는 3가지 색상(빨간색, 녹색, 파란색)과 그에 상응하는 18개의 반입자가 있습니다. ***가 있습니다. 36가지 상태입니다(여기서 언급된 맛과 색상은 맛과 색상을 의미하지 않습니다). 양성자는 업 쿼크 2개와 다운 쿼크 1개로 구성되고, 중성자는 다운 쿼크 2개와 업 쿼크 1개로 구성됩니다.

렙톤은 강한 상호작용에 참여하지 않고 전자기력과 약력의 영향만 받는 페르미온이다. 렙톤에는 전자, 뮤온, 타우온의 3가지 입자와 3가지 유형의 중성미자, 6가지 반입자 등 총 12가지 유형이 포함됩니다. 전자, 뮤온, 타우온은 모두 한 단위의 음전하를 띤다. 그들의 반입자 e, μ 및 τ는 한 단위의 양전하를 운반합니다. 중성미자와 그 반입자는 전하를 띠지 않으며 중성 입자입니다.

글루온에는 정적 질량이 0, 스핀이 1, 색 전하를 갖는 8가지 종류가 있으며 쿼크 사이에 강한 상호 작용을 전달하는 입자입니다. 쿼크와 색전하 사이의 강한 상호작용은 글루온 교환을 통해 달성됩니다. 글루온에는 색상 전하가 있으며 글루온 자체도 글루온을 방출하거나 흡수할 수 있습니다. W 입자와 Z 입자는 모두 약한 상호작용을 전달하는 입자입니다. W 입자에는 두 가지 유형이 있는데, 하나는 양전하를 띠고 다른 하나는 음전하를 띠고 있습니다. Z 입자에는 전기적으로 중성이고 자체 반입자인 한 가지 유형만 있습니다. 광자는 전자기 상호 작용을 전달하는 입자이며 한 종류만 있습니다. 모든 보존 중에서 힉스 보존만이 게이지 보존이 아닙니다. 힉스 보존은 보존과 페르미온을 측정하기 위해 질량을 전달하는 역할을 하는 제로 스핀 보존입니다.

표준모형의 61개 입자가 모두 실험적으로 확인되었습니다. 그러나 표준모형에 아직까지 포함되지 않고 관측되지 않은 입자가 하나 있는데, 그것은 중력을 전달하는 중력자이다. 자연에는 만유인력, 전자기 상호작용, 약한 상호작용, 강한 상호작용이라는 네 가지 기본 힘이 있습니다. 마지막 세 가지 힘을 전달하는 보존은 발견되었지만 중력을 전달하는 입자가 존재하는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다. 그러나 과학자들은 양자 중력의 관점에서 볼 때 중력이 반드시 존재해야 한다고 믿습니다. 중력을 양자화하면 중력에너지가 여러 부분으로 쪼개질 수 있고, 중력에너지는 중력자를 운반체로 사용해 무한대로 전달되어야 하기 때문이다.

이제 우리는 거시적 측면과 미시적 측면 모두에서 우주의 모든 것에 대한 기본적인 이해를 얻었으므로 다음으로 근본적인 질문에 대해 논의해 보겠습니다. 우주의 모든 것은 어디서 왔는가? 그 본질은 무엇입니까?

세상 모든 일에는 원인이 있다는 것을 우리는 알고 있습니다. 모든 것에는 원인이 있고 반드시 결과가 있으며, 모든 결과에는 원인이 있어야 합니다. 그러므로 세상의 모든 것은 과거로 거슬러 올라가며, 유래가 있어야 합니다. 그렇다면 우리 우주는 언제 시작되었는가? 그것은 어디에서 오는가?

이 질문에 대해 우리 삶의 상식에 부합하는 간단하고 직접적인 대답은 우주는 안정되고 일정하며 시작도 끝도 없다는 것입니다. 우리의 일상생활과 마찬가지로 태양은 항상 아침에 동쪽에서 떠서 저녁에 서쪽에서 집니다. 일년의 사계절은 봄, 여름, 가을, 겨울이며, 따뜻한 봄과 꽃이 피고, 더운 여름, 상쾌한 가을, 추운 겨울이 계속됩니다. 고대부터 현재까지 모든 것이 그러했고, 앞으로도 그럴 것이다. 우주는 시간이 흘러도 근본적으로 변하지 않는다.

그러나 천문학적 관측에 따르면 우주는 정적이지 않다는 사실이 밝혀졌습니다. 1922년 미국의 천문학자 에드윈 허블은 은하계 외 은하계에서 '적색편이' 현상을 관찰했는데, 어느 방향으로 보든 먼 은하계들이 우리 지구가 위치한 은하수로부터 멀어지고 있다는 사실을 발견했습니다. 이동은 거리에 비례하여 증가합니다. 이는 우주가 끊임없이 팽창하고 있다는 것을 의미한다. 이것은 풍선을 부는 것과 같습니다. 풍선에 두 점을 표시하면 점 사이의 거리가 지속적으로 넓어지는 것을 알 수 있습니다. 이러한 추론에 따르면, 과거에는 지금보다 별들이 서로 더 가까워졌습니다. 이는 그들이 과거에 충분히 멀리 같은 장소에 있었어야 한다는 것을 의미합니다.

현대 주류 과학 이론에서는 빅뱅을 통해 우주가 약 138억년 전 한없이 작은 부피, 무한한 밀도, 무한한 고온, 무한한 시공간 곡률을 지닌 한 점(특이점)에서 시작되었다고 믿고 있다. 확장하여 형성됨.

빅뱅 이론에 따르면, 빅뱅 이후 우주의 부피는 계속해서 팽창하고, 밀도는 계속 감소하며, 온도는 계속해서 감소합니다. 10^-12초도 안 되어 온도는 약 10^15도까지 떨어졌고 우주의 4가지 기본 힘이 차례로 나타났습니다. 먼저 중력이 나타나고 그 다음 강한 상호작용력이 나타난 다음 약한 상호작용력과 전자기력이 나타났습니다. 상호 작용. 물질을 구성하는 기본 입자도 점진적으로 형성됩니다. 먼저 중력 상호 작용을 전달하는 중력자, 쿼크, 보존 및 렙톤, 마지막으로 양성자, 중성자 및 반입자가 형성됩니다. 그 후 우주는 계속해서 팽창하고 온도와 밀도는 계속해서 감소하며 원자, 핵, 분자가 점차 형성되어 일반 기체로 혼합되었습니다. 가스는 점차적으로 성운으로 응축되어 다양한 별과 은하를 형성했고, 결국 오늘날 우리가 보는 우주를 형성했습니다.

칼 세이건이 『에덴의 용들』에서 제시한 우주 연감에 따르면, 138억년의 우주 역사를 1년으로 압축하면 1월 1일 빅뱅이 일어난다. 첫째, 은하수가 9월 9일에 탄생했고, 9월 14일에 지구가 탄생했으며, 12월 14일에 최초의 생명체가 탄생했다. 12월 29일 첫 번째 A군이 마지막 날 오후 10시 30분에 나타났고, 첫 번째 산업혁명은 마지막 0.02초에 나타났습니다. 인터넷.

우주에는 약 2조 개의 은하가 있으며, 각 은하에는 수억 개의 별이 포함되어 있습니다. 어떻게 그렇게 엄청난 양의 물질이 극미한 특이점에서 '폭발'될 수 있을까요? 물질의 궁극적인 근원은 무엇입니까? 빅뱅 이론은 타당하지 않습니까?

그러나 관찰된 사실은 사람들로 하여금 빅뱅 이론의 과학적 성격을 확신하게 만든다. 예를 들어, 1964년에 American Bell Telephone Company의 엔지니어인 Penzias와 Wilson은 우주 마이크로파 배경 복사를 발견했습니다. 측정과 계산을 통해 얻은 복사온도는 2.7K로 빅뱅이론이 예측한 온도와 매우 가깝다. 또한 빅뱅 핵합성 이론에서 예측한 헬륨-4, 헬륨-3, 중수소, 리튬-7 등의 가벼운 원소의 풍부함은 기본적으로 실제 관측과 일치한다고 볼 수 있으며, 이는 빅뱅 핵융합 이론의 강력한 뒷받침이기도 하다. 방 이론. 왜냐하면 지금까지 다른 어떤 이론도 이러한 가벼운 원소의 상대적 풍부함을 잘 설명하고 제시할 수 없기 때문입니다.

만약 우주가 정말로 특이점에 의해 '폭발'했다면, '폭발' 이전에도 물질과 에너지, 시공간이 존재했는가?

세상의 모든 것에는 탄생, 죽음, 존재, 소멸, 공의 변화의 과정이 있다. 우주도 예외는 아니다. 창조와 진화(형성과 거주)의 과정도 있다. 우주의 모든 만물은 '무에서' 창조되었으며, 우주의 진화는 '무'에서 '존재'로, '존재'에서 '무'로의 순환적 과정이다. '아무것도' 없을 때 창조의 힘은 가장 크다. '거기'가 커질수록 창조의 힘은 점점 줄어든다. 우주가 창조되는 순간은 특이점이다.

특이점은 비어 있지도 비어 있지도 않습니다. 특이점에는 시간도, 공간도, 물질도, 에너지도 없기 때문에 비어 있다고 합니다. 특이점에는 우주를 창조할 수 있는 엄청난 힘이 담겨 있기 때문에 비어 있지 않다고 합니다.

특이점이 비어 있는지 아닌지 이해하기 어려울 것 같지만, 이 문제를 간단한 수학적 개념으로 보면 불가능해 보이지는 않습니다. "0"은 비어 있지만 비어 있지는 않은 속성을 갖는 숫자입니다. "0"은 아무 것도 의미하지 않습니다. 즉 "1"과 "-1", "2"와 "-2", "1.1"과 "-1.1", "i"로 나눌 수도 있습니다. 그리고 "-i" 등등 양수와 음수, 실수와 허수는 음과 양의 두 가지 측면으로 양과 음의 에너지, 양의 물질과 반물질을 나타낼 수 있습니다. "0"이 무한한 숫자 집합으로 나눌 수 있는 것처럼 진공도 양의 에너지와 음의 에너지, 또는 양의 물질과 반물질을 생성할 수 있습니다(양의 공간, 반공간, 실시간, 가상의 시간이 있을까요?) . 특이점에서는 에너지가 "0", 질량이 "0", 공간이 "0", 시간도 "0"입니다.

"도는 하나를 낳고, 하나는 둘을 낳고, 둘은 셋을 낳고, 셋은 만물을 낳는다." 이것이 바로 세상 만물이 만들어지는 과정을 기술한 도덕경이다. 간단한 수학적 개념을 비유하자면 도는 모든 것의 근원이다. 도는 영(텅 빈)을 만들어낸다. 영은 양수(양의 물질, 양의 에너지 등)와 음의 숫자(반물질, 음의 에너지 등)로 나누어진다. 등) 양수와 음수 숫자(음양)는 다양한 진화를 통해 더 많은 수(만물)를 탄생시켰습니다.

우주는 거대하지만 물질은 극히 작은 입자에서 유래했음이 틀림없다. 양자 세계에서는 물리 법칙이 우리가 매일 보는 거시 세계와 전혀 다릅니다. 세상의 기원에 관한 미스터리를 풀기 위해서는 먼저 매우 중요한 물리학 법칙을 알아야 합니다.

1927년 하이젠베르크는 입자의 위치와 운동량을 동시에 알 수 없다는 불확정성 원리를 제안했습니다. 입자의 위치를 ​​정확하게 알면 그 운동량에 대한 불확실성이 있고 그 반대도 마찬가지입니다. 에너지와 시간, 각운동량, 각도와 같은 물리량 사이에도 유사한 불확실성 관계가 존재합니다. 이 원리는 미세한 입자의 가장 기본적인 물리량 중 일부가 동시에 명확한 값을 가질 수 없다는 것을 보여줍니다. 한 양이 더 확실할수록 다른 양의 불확실성은 더 커집니다.

불확정성 원리는 미세한 입자의 거동만을 기술하는 것처럼 보이지만, 세상은 확률에 기초하고 있으며, 미래를 정확하게 예측할 수 없다는 점을 보여주는 심오한 철학적 문제를 담고 있습니다. 기계적으로 결정됩니다. 동시에 이 원리는 우주의 창조와도 중요한 관계를 갖고 있다. 이것이 바로 양자요동이다.

양자요동이란 불확정성 원리에 의해 빈 공간(순수 공간)에서 소량의 에너지가 무작위로 생성될 수 있지만, 그 에너지가 짧은 시간 내에 다시 사라지는 것을 의미합니다. 생산된 에너지가 많을수록 에너지가 존재하는 시간은 짧아지고 그 반대도 마찬가지입니다.

에너지(질량으로 변환 가능)와 시공간은 모순적인 통일체이다. 에너지가 생성되면 시공간도 생성되어야 한다. 에너지가 양의 에너지로 정의되면 시공간은 음의 에너지를 갖습니다. 공간과 시간의 본질은 만유인력으로 표현됩니다. 중력은 인력이기 때문에 중력 자체는 음의 에너지를 가집니다. 무한대에서의 열에너지가 0이라고 가정하면 물체가 접근할 때 중력이 한 일로 인해 물체의 위치 에너지는 음이 됩니다. 양자요동에 의해 에너지가 생성되는 순간 중력장이 동시에 생성된다. 중력의 음에너지와 이에 상응하는 양의 에너지가 서로 상쇄되므로 전체 시스템의 총 에너지는 0이 되고, 새로운 총 에너지는 생성되지 않으며 이는 에너지 보존 법칙에 부합합니다. 에너지가 양자화되어 있으므로 시공간도 연속적이지 않고 양자화되어야 합니다.

빅뱅은 양자요동으로 인해 발생했다. 불확정성 원리에 따르면, 공간이 작을수록 보존에서 벗어나는 운동량은 커지고, 시간이 짧을수록 보존에서 벗어나는 에너지는 커집니다. 초기 단계에서는 시간도 극히 작고, 공간도 극히 작으므로 에너지와 운동량은 매우 크다. 진공의 변동은 양성 및 음성 입자의 지속적인 생성과 소멸로 나타납니다. 변동이 발생하면 당나귀를 쓰러뜨리는 것처럼 더 많은 변동이 발생합니다. 연쇄반응이 빅뱅을 일으켰다. 시간이 흐르고 공간이 팽창함에 따라 양자요동에 의해 생성되는 에너지와 운동량은 점차 작아지고 우주는 서서히 냉각됩니다.

이론적으로는 양자 요동에 의해 생성되는 양의 에너지와 음의 에너지, 또는 에너지에서 변환된 양의 물질과 반물질은 동일해야 에너지 보존 법칙을 준수할 수 있습니다. 그러나 실제로 우리는 우주에서 양성물질과 소량의 반물질 입자로 이루어진 천체만을 관찰했을 뿐 지금까지 반물질 천체는 발견되지 않았다. 오늘날 세계는 주로 양성물질로 구성되어 있으며, 자연계에는 반물질이 전혀 존재하지 않는 것 같습니다. 왜 반물질보다 양성물질이 더 많은가? 반물질에 대한 물질의 절대적인 이점, 즉 물질과 반물질의 비대칭성은 철저하게 설명되어야 할 경험적 사실입니다.

인플레이션이 끝나면 우주를 구성하는 물질에는 쿼크-글루온 플라즈마와 기타 모든 소립자가 포함됩니다. 이때의 우주는 여전히 너무 뜨거워서 입자가 무작위로 빠른 속도로 움직이고 있었고, 이 기간 동안 충돌을 통해 입자-반입자 쌍이 끊임없이 생성되고 소멸되었으므로 우주에 있는 입자와 반입자의 수가 동일했습니다. 우주의 중입자 수는 0입니다.)

어느 시점까지는 중입자 수의 보존을 위반하는 알려지지 않은 반응 과정이 발생하여 쿼크와 렙톤의 수가 반쿼크와 반틸렙톤의 수를 약간 초과하게 되었습니다. 이는 크기 규모로 약 1/3을 초과하는 수치입니다. , 이 과정을 중입자 수 생성이라고 합니다. 이 메커니즘은 오늘날 우주에서 반물질에 대한 물질의 지배를 담당합니다.

이 문제를 설명하려면 '다차원 공간'이라는 개념을 도입해야 할 수도 있습니다. 쉽게 말하면 직선은 1차원 공간, 평면은 2차원 공간, 입체는 3차원 공간이다. 우리가 살고 지각할 수 있는 것은 3차원 공간이고, 시간을 더하면 4차원 시공간이 된다.

M 이론에 따르면 시공간은 11차원, 즉 10차원의 공간에 1차원의 시간을 더한 것이어야 한다. 우리는 3차원 공간에 살고 있기 때문에 4차원 이상의 다차원 공간을 이미지 관점에서는 이해하기 어렵습니다. 3차원을 예로 들면, 우리가 느낄 수 있는 방향은 앞과 뒤, 왼쪽과 오른쪽, 위와 아래이다. 4차원 공간에는 '안과 밖'이라는 방향이 추가로 존재한다. 즉, 4차원 공간에는 4개의 좌표축이 있으며, 그 중 4번째 좌표축은 다른 3개의 좌표축과 수직입니다. 평면이 3차원 공간의 절단면인 것처럼, 3차원 공간은 4차원 공간의 "절단된 몸체"일 뿐입니다. 공간은 확장된 차원과 말려진 차원을 모두 가지고 있으며, 10개의 차원 중 7개가 말려 있고 압축되어 있습니다. 컬의 크기는 플랑크 규모에 가깝기 때문에 관찰하기 어렵습니다.

M 이론은 질량과 에너지가 자신의 차원에서는 보존되지 않고 더 높은 차원의 공간으로 빠져나간다고 믿습니다. 이는 반물질보다 긍정적인 물질이 더 많은 이유를 이해하는 데 도움이 됩니다. 왜냐하면 많은 수의 반물질 입자들이 '당구공 점프'와 유사한 메커니즘을 통해 우리가 살고 있는 3차원 공간에서 빠져나와 더 높은 차원 공간으로 들어가서 더 높은 7차원 공간에 갇혔을 수도 있기 때문입니다. 우리는 관찰했습니다.

우리가 당구를 칠 때 공을 치면 당구공이 테이블 밖으로 튀어 나오는 경우가 있는데, 즉 당구공이 2차원 테이블에서 3차원 공간으로 탈출하는 경우가 있습니다. 테이블 표면이 완전히 매끄러우면 당구공도 완전히 구형입니다. 이론적으로 당구공은 테이블 밖으로 튀어나올 수 없습니다. 그러나 실제로 자세히 살펴보면 탁자 위에는 작은 기복이 있고 당구공 표면에는 작은 돌기가 있는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 올바른 타격 각도와 힘으로 당구공이 테이블 밖으로 튀어 나와 2차원 공간에서 3차원 공간으로 들어갈 수 있습니다.

마찬가지로, 불확정성 원리로 인해 양자 요동은 양자 거품(1955년 양자역학을 기반으로 휠러가 제안한 개념인 시공간 거품이라고도 함)을 생성합니다. 양자폼의 플랑크 길이에서는 시공간이 더 이상 매끄럽지 않고, 거품처럼 무작위로 다양한 모양이 나타났다 사라지게 됩니다. 그러나 당구대가 멀리서 보면 매끄러워 보이는 것처럼, 거시적으로 보면 우주도 매끄러워 보입니다. 비행기에서 바다를 내려다보는 것과 같습니다. 바다 표면이 거울처럼 매끄러워 보입니다. 비행기가 착륙하자 바다에 파도가 보이기 시작했습니다. 보트에 앉아 있으면 해수면에서 급류, 소용돌이, 거품도 발견할 수 있습니다. 플랑크 길이는 현재 물리학이 설명할 수 있는 가장 작은 규모입니다. 플랑크 길이에 비해 양성자와 같은 기본 입자는 바다가 됩니다.

퀀텀폼은 1차원, 2차원, 3차원 공간을 고르지 않게 만들어 파도처럼 극히 미세한 기복을 만들어낸다. 이러한 공간에서 입자들이 충돌하면 당구공처럼 1차원 공간에서 2차원 공간으로, 2차원 공간에서 3차원 공간으로, 3차원 공간에서 4차원 공간으로 탈출하게 된다. 비유하자면, 어떤 이유로 반물질 입자는 충돌 중에 더 높은 차원 공간으로 탈출합니다. 이러한 메커니즘을 통해 우주의 많은 양의 암흑물질과 암흑에너지가 빠져나와 높은 7차원 공간의 물질과 에너지에 갇혀 있을 가능성이 있다.

진공청소기는 비어 있지 않습니다. 양자이론에서는 진공 속에는 여전히 절대 영도에 존재하는 거대한 배경 에너지가 포함되어 있다고 예측하는데, 이를 진공 영점 에너지라고 합니다. 1948년 네덜란드의 물리학자 카시미르(Casimir)는 이 에너지의 존재를 탐지하기 위한 계획을 제안했고, 정밀한 측정을 거쳐 진공의 영점 에너지가 존재한다는 것이 확인되었습니다.

불확정성 원리에 따르면 입자의 위치와 운동량은 동시에 결정될 수 없습니다. 따라서 온도가 절대 영도까지 떨어지더라도 입자는 계속 진동해야 합니다.

그렇지 않고 입자가 정지하게 되면 운동량과 위치가 동시에 결정될 수 있으며 이는 불확정성 원리에 위배됩니다. 절대 영도(영점 진동)에서 입자의 진동 에너지가 진공 영점 에너지입니다. 이는 진공이 비어 있지 않으며, 진공 속에 거대한 배경 에너지가 있음을 보여줍니다. 진공의 에너지 밀도는 입방미터당 10 19 줄까지 높을 수 있는 것으로 추정되며 이는 대략 278만 킬로와트시 전기 에너지에 해당합니다. Dirac은 진공 상태를 양자장 이론의 관점에서 기술하여 진공을 물결치는 에너지 바다와 비교했습니다.

우주는 생성과 진화의 과정을 갖고 있으며, 이는 필연적으로 쇠퇴와 파괴로 이어진다. 해가 지고 뜨고, 달이 차고 지고, 조수는 오르고 지고, 꽃은 피고 집니다. 세상의 모든 것은 순환적이며 계속해서 다시 시작됩니다. 우주에도 마찬가지입니다.

빅뱅이론에 따르면 우주의 미래에는 세 가지 운명이 있다. 첫 번째는 우주가 영원히 팽창하는 "대인플레이션"이고, 두 번째는 우주가 팽창했다가 줄어들기 시작하여 마침내 "대붕괴" 사건으로 붕괴되는 것입니다. 우주가 바깥쪽으로 가속되는 현상은 은하와 별을 찢고 오직 우주만 남기게 됩니다. 우주가 너무 빠르게 가속되면 원자 사이의 결합력이 더 이상 억제되지 않고 결국 모든 물질이 흩어지고 흩어지게 됩니다. 이 세 가지 운명 중 우주의 궁극적인 종말은 무엇입니까?

일반 상대성 이론은 우주가 어느 정도 팽창한 후 극소점까지 수축할 것이라고 믿는 반면, 초끈 이론은 우주가 플랑크 길이까지 수축한 후 한계에 도달할 것이라고 믿습니다. 그러다가 다시 팽창을 하게 된다.. 폭발은 이렇게 계속 반복된다...

우주의 특이점으로 대폭발, 팽창, 수축, 회귀, 그리고 또 한번의 대폭발, 팽창, 수축, 그리고 특이점으로 돌아가는 것은 우리가 매일 알고 있는 추와 같습니다. 진자의 흔들림은 중력 위치 에너지와 운동 에너지의 상호 변환에 의해 달성됩니다. 진자를 위로 당기면 중력의 영향으로 아래로 흔들리지만, 가장 낮은 위치에 도달할 때 속도가 있기 때문에 가장 낮은 위치에서 멈추지 않고 계속해서 가장 낮은 위치를 지나 돌진하게 되며, 운동 에너지에 의해 구동됩니다. 반대 방향으로 당긴 다음, 가장 높은 위치에 도달하면 다시 아래로 스윙합니다. 에너지 손실이 없다면 진자는 이 주기를 영원히 반복할 것입니다. 진자를 위로 당기는 것은 우주의 팽창과 같고, 아래로 흔들리는 것은 우주의 수축과 같으며, 가장 낮은 위치는 특이점과 같습니다.

빅뱅과 그에 따른 우주의 팽창은 우주의 생성과 진화(형성과 거주)이며, '무'에서 '존재'로, '공'에서 '색'으로 가는 과정이다. 우주는 수축했다가 다시 돌아간다. 특이점은 우주의 쇠퇴와 파괴(공의 파괴)이며, '존재'에서 '무'로, '색'에서 '공'으로 가는 과정이다.

이것은 혼란스러운 세상이며 궁극적인 답은 하늘 깊은 곳에 묻혀있습니다. 저는 ZERO 박사입니다.

참고 자료:

1. Einstein, "The Theory of Relativity"

2. Hawking, "A Brief History of Time" 및 "In a Nutshell" "The Universe" "Grand Design"

3. Zeng Jinyan, "Quantum Mechanics"

4. Hiroshi Oguri, "Superstring Theory: Exploring the Origin of Time" , 우주와 우주'

5. 바이두백과사전: 우주, 은하, 은하수, 초끈이론, 표준모형