什么是宇宙，凡是能看到的不能看到的但是存在的都是宇宙
什么是宇宙
人类对宇宙的认识可以追溯到远古时代。在中国有夸父追日的传说，
在传说中，天地开始是一片混沌，后来夸父累死之后，才混沌初开。在西方，有上帝造人的传说，
在上帝造人的七日之后，天地初开。一直到现在，人类对宇宙的探索还在进行当中。面对浩渺无垠的宇宙，没有人知道它来自哪里又将去向何方，而其中究竟隐藏着多么巨大的秘密呢？这正是人类千百年，甚至数万年来急于解开之谜。对于宇宙是什么概念这个问题，让我们先有一个清晰的认识。《淮南子·原道训》说“上下四方为之宇，古往今来为之宙”。
按照物理学的观点，上下四方是空间，也就是一个三维的概念，而古往今来是时间，是一个一维的概念，所以，宇宙两个字联系起来，是一个四维空间。可见古人对于宇宙的定义，是带有朴素的唯物辩证法的观点的。而按照现代的观点，宇宙是指广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称，并且宇宙是处于不断的运动和发展之中的。也就是说人类目所能及的地方以及人类还没有看到但是仍然存在的物质都是宇宙。
人类对宇宙的认识进程，先从地球开始，再从地球伸展到太阳系，进而延展到银河系，然后扩展到河外星系、总星系。
地球，在茫茫宇宙太空，它不过是太阳系大家庭一个普普通通的成员。地球与其他八位行星“兄弟”一起日夜绕着它们的“母亲”——太阳旋转，连同66颗“月球”般的卫士、神秘莫测的彗星、数以千计的小行星和无数的流星，组成太阳系。尽管太阳系有这么多成员，但它所占的宇宙空间直径仅120亿公里。比太阳系范围更大的是银河系。银河系包括有1000多亿颗“太阳”——恒星，所占宇宙空间直径已达10万光年。
银河系并不是宇宙空间的尽头。在银河系之外，还有许许多多星系，人们管它们叫“河外星系”。天文学家已发现10亿多个河外星系，每个河外星系都包含有几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星和大量的星云和星际物质。所有河外星系又构成更庞大的总星系。目前，通过射电望远镜和空间探测，已观测到距离我们地球约200亿光年的一种似星非星的天体，取名“类星体”。这种天体的发现，把今天人类视线拓展到200亿光年的宇宙深空。
所以我们所说的宇宙是一个无限的概念。
面对浩渺无垠的宇宙，科学界也解释不了这中间究竟又隐藏着多少的秘密？千百年以来这一直是科学家难解之谜。
系外行星的发现
布鲁诺说：“宇宙是无限大的，其中的各个世界是无数的。”在相当长的一段时间里，人们对于这种说法怀有认同感，但是却拿不出实际的观测证据。
在宇宙中有数不清的恒星，按说理应存在为数不少的行星。但是观测行星比观测恒星困难得多。行星比恒星的体积小很多，更关键的是，行星不发光，常规的观测手段——光学波段观测很难奏效。事实上，即使是最大口径的天文望远镜也不能直接拍摄到太阳系以外行星的照片。那么，怎样才能找到太阳系之外的世界？
一、捕捉行星的影子
太阳系外的行星总会露出点蛛丝马迹。如果直接观测不行，我们还可以用间接的手段。我们知道行星绕恒星运转是因为引力的作用。在地球上我们能感觉到太阳和地球之间的引力作用的效果，也就是地球每年绕太阳运转一周，但是我们很少注意到地球对太阳的作用。
严格地说“地球绕太阳运转”是一种粗略的说法。正确的说法应该是，地球以及太阳系所有天体绕太阳系的质心运动。
这一观念曾经帮了天文学家的大忙。人们曾经认为天狼星没有伴星，当时的观测手段也无法拍摄到天狼星伴星的照片。但是科学家发现，天狼星在星空背景上以波浪线的方式移动。
一种解释就是，天狼星有一个质量不算太小的“隐形”伙伴，它们相互绕行，因此天狼星的运动轨迹才会如此古怪。后来，借助于威力更大的望远镜，人们终于拍摄到了天狼星伴星的照片——那是一颗发着微弱光的白矮星。
20世纪末，几位科学家借助于这个概念寻找褐矮星（一类质量相当小、几乎不发光的恒星），他们观测遥远恒星的光谱。如果恒星拥有褐矮星的伙伴，在地球上的科学家看来，恒星会微微地“晃动”。表现在光谱上，由于多普勒效应，恒星的光谱会发生周期性的红移和蓝移。这样，他们发现了恒星飞马座51可能拥有褐矮星，然而经过仔细地计算，他们发现了一件不可思议的事情：那颗褐矮星的质量实在太小了——大约只有木星的一半。
于是，我们得到的最终结论是，飞马座51拥有的不是一颗恒星伙伴，而是一颗行星。这个不同寻常的发现调动了人们的热情，仅仅过去了6年时间，已经有超过70颗行星被我们找了出来。
二、三天半，等于一年
几年后，科学家们发现在飞马座的一颗叫做HD 209458的恒星拥有一颗行星。这颗行星的质量大约是木星的70％，以每3.5天绕恒星运转一周的疯狂速度运行着，它距离恒星非常近，表面温度达到了1000摄氏度以上。这颗行星有一个性质，那就是从地球观察者的角度看来，每3.5天它都会飞临HD 209458的表面，这被称作“凌日”现象。
我们知道，当一个连续光谱穿过较冷的气体的时候，气体中的元素会吸收掉一部分特定频率的光。每一种元素可以吸收的光都不同，使用光谱仪拍摄这种光谱的照片，可以看到，原本连续的光谱上出现了黑色的条纹——即所谓的吸收线。
行星经过HD 20945的时候，它的大气层也会吸收一部分光线，形成吸收光谱。科学家们借助哈勃太空望远镜的成像光谱仪拍摄了这颗行星凌日时的光谱照片。2001年11月25日，美国宇航局的科学家公布了他们的研究结果：这一光谱照片揭示了环绕HD 20945运行的行星大气层的化学成分。这颗行星的大气中含有大量的钠元素，但是要比科学家们预计的要少，这可能是因为行星大气高层的云挡住了部分光线导致的误差。
是啊，这样的结果或许有点让人失望，因为这颗行星并不适宜生命的存在，它的表面温度高达1000多摄氏度。但是这种探测遥远行星大气层的方法非常有用。科学家们认为，找到类似于地球这样的行星并不是非常困难的。借助于这项技术，科学家们就有可能分析出有哪些“地球”大气的化学成分，从而推断那里是否存在生命。
迄今为止，地球是唯一拥有生命的星球。然而，由于有了这项技术，我们也许很快就能知道，地球以外的生命究竟在哪里。
科学的进步和发展，给人类带来了越来越多的惊奇，让我们静静地等待吧。
系外行星的发现，让人们对遥远的宇宙又产生了越来越多的兴趣。随着科学技术的进步，许多未解的谜必将被破解。
掉进黑洞会是一种怎样的体验？人类目前所知的物理法则可能会土崩瓦解
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NASA描绘的黑洞的形态
其实掉进黑洞这件事儿也不是没可能，可能就在你开着飞船寻找新的人类殖民地的时候，或者就在你散步的时候。只要一个人足够倒霉，掉进黑洞这事儿还真是有可能的。
不过像我们这些从没掉进过黑洞，也不想掉进黑洞的人也会好奇：掉进黑洞是种怎样的体验?
你可能猜想人掉进黑洞后会被撞击，或者被撕成碎片。然而，在掉进黑洞这事儿上还真的应了那句话：现实比想象更离奇。
模拟的黑洞经过时的引力透镜效应，背景是被扭曲的星系。根据广义相对论，当背景光源发出的光在引力场（比如星系、星系团及黑洞）附近经过时，光线会像通过透镜一样发生弯曲。 （图片来源：wikipedia）
在你掉进黑洞的瞬间，现实就被一分为二了，也就是说，你变成两个人了，而且两个都是你。其中一个你会立刻烧成灰，而另一个你则会掉进黑洞深处，安然无恙。
什么？这不科学？这其实很科学。因为在黑洞面前，人类目所知的物理法则会土崩瓦解。爱因斯坦告诉了我们重力会弯曲空间，使其变形。所以如果一个物体的密度足够大，时空就会变形卷起来，并在现实中挖一个大洞，也就是我们说的黑洞。
一颗燃烧殆尽的恒星的密度会变得巨大，它在自身的重量下就会向内塌缩，连带着时空一起被卷了进去。这种情况下，引力场会变得非常大，大到连光也无法逃脱出去。此时原来恒星所在的地方就会变得漆黑一片，形成了一个黑洞。
大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。引力透镜效应产生两个放大的，以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。（图片来源：wikipedia）
这些你都知道？那我们来说说一个叫“事件视界”的东西。这是黑洞的外部边界，而正是到了“事件视界”这个地方，黑洞的引力恰好抵消了光线逃离黑洞的能力。也就是说，这个边界以内，光就逃不出去了。
“事件视界”充满着能量、十分耀眼。在黑洞边缘的量子效应产生的热粒子会被辐射回宇宙。我们称这个效应为“霍金辐射”，以物理学家斯蒂芬•霍金命名。霍金教授还预言，只要时间足够长，黑洞也会将自己的质量辐射殆尽并最终消失。这样看来，黑洞也有弱点啊。
霍金的霍金辐射 图片来源：T.Reyes
了解了黑洞边缘的知识，现在我们走进黑洞里面看看。越往黑洞深处走，空间变形得就越厉害，到了黑洞的中心，空间就会变得无限弯曲，而这就是“奇点”。在奇点上，时间和空间不再具有意义，而那些曾经依仗着时间与空间的物理法则也不再适用。没了时间和空间，那儿到底有什么呢？告诉你个秘密：没有人知道。
黑洞假想图（图片来源：NASA）
说了这么多，那掉进黑洞究竟是什么样的体验呢？我们先从第三人视角看看你掉进黑洞时会变成什么样吧。
假设陪你一起进行星际之旅的是小红，不过小红却幸免于难，在黑洞外静静地观察着你掉进黑洞的整个过程。而她观察到的景象也十分离奇。
接近黑洞时，被慢慢拉伸的你（图片来源：Saeed Mirshekari）
在你加速接近事件视界时，小红会看着你被拉伸扭曲，就像哈哈镜似的。可是当你逐渐抵达事件视界时，她看到的你就都是慢动作了。你当然没法对着她喊救命，因为太空里没空气。
但是你可以试试用手机的光给她发个莫尔斯码。你的消息的传递速度就更慢了，这是因为光被拉伸到了越来越低的频率，接近红光。而当你真的到达事件视界时，小红看到的你就此定格，就好像被按了暂定的游戏人物似的，永远地卡在了那一帧。在小红看来，你被拉伸的空间、静止的时间和霍金辐射的烈焰慢慢地吞噬了。
黑洞假想图（图片来源：NASA）
我们抛开小红的视角，从你的角度看，你又经历了怎样的体验呢？嗯……你其实什么体验都没有。这就是第二个你的故事。
事情是这样的，你经历了世界上最倒霉的坠入体验，而且没有撞到任何东西或经历任何颠簸，你也没有被拉伸、被放慢或是被滚烫的辐射灼伤。这是因为你在自由下落，因此你感受不到重力。
被拉成了面条状的你（图片来源：NPR）
虽然掉进黑洞里已经倒霉透顶了，但好在这次你掉进了比较大的黑洞里（要比太阳还大上好多倍）。如果你掉进了一个小黑洞里，那可就真的是倒霉得前无古人后无来者了。因为你脚所承受的重力要远远大过头，也就是说，你会被黑洞的重力拉成面条。好在这个大黑洞让你的脚和头所受的重力差可以忽略不记，也免去了你被面条化的命运。
事实上，掉进大黑洞里还有一个好处，就是在到达奇点之前，你还是可以活得好好的。
电影《星际穿越》中的黑洞
被拉进黑洞的感觉其实还是可以想象的，这种感觉不是空间上的体验，而是类似于时间上的。因为时间只能向前，不能后退，完全不按我们的意志出牌。掉进黑洞也是如此，无法回头。
这不仅仅是个类比。黑洞会在视界里极度地弯曲空间和时间，以至于空间和时间互换了角色。在某种意义上，其实是时间拉着你飘向奇点。所以你无法转身逃离黑洞，就如同你无法回到过去一样。
在这时，你可能想停下来问自己一个问题：“小红到底是怎么回事？如果你在黑洞里活得好好的，那她为什么非说你被烧成灰了呢？她疯了吗？”
其实，小红有充分的理由说她自己是对的。从她的角度来说，你确实已经死得透透的了，这不是幻觉，她没准儿还能在宇宙里收拾收拾你的残骸呢。
事实上，是自然的法则让小红在黑洞外围看到另一个你的。这是因为量子力学要求信息不能缺失。所以任何一点能证明你存在的信息都要留在事件视界之外，否则小红所在世界的物理法则就崩塌了。
图片来源：Nature
但在另一方面，也是物理法则让你安然无恙地穿越了事件视界而不被烧成灰。不然，你就打破了爱因斯坦的广义相对论。所以，有一个你在事件视界烧死了，另一个你在黑洞里漫游。
这还不算完，还有第三个物理法则要求信息不能被克隆。因此，虽然你存在于两个地方，但是世界上只能有一个你。所以说，是物理法则造就了黑洞内外的两个不同命运的你。
你可能听得一头雾水，黑洞还真是个让人头疼的地方。这些物理法则听起来好似一派胡言乱语，难怪物理学家们会把这种现象叫做“让人火冒三丈的黑洞信息悖论”。
图片来源：Icy Tales
可到底哪个现实才是真的呢? 你是准备好英勇就义了呢，还是潇洒地在黑洞里活呢？这个问题也是量子力学与广义相对论的一场对决。物理学家们已经试图调和对广义相对论与量子力学超过一个世纪了，而且大家都知道一方最终会败阵。解决黑洞的信息悖论会告诉我们哪一方才是胜者，甚至把我们带到关于宇宙的更深层的理论中去。
不过现在，对黑洞这事儿，我们还没有一个明确的答案，也许未来是在等着你去揭秘呢。
如果有一天你能星际穿越，你最想去哪里？请在评论区告诉我们吧！
作者 | Amanda Gefter
编译 | 柠檬公爵 七君
声明：文章内容由【万物杂志】新华号原创编译，转载请注明出处。未标注图片来源于网络，如有版权问题请联系我们。
来源：新华号 万物杂志
奥斯卡最佳动画，蜘蛛侠平行宇宙讲了什么？
蜘蛛侠的故事，我们已经听过N遍了。这也难怪，索尼拍了5部，漫威拍了1部，加上平行宇宙，甚至再加上ps4上刚出的游戏，我们听过至少6遍不同版本的皮特帕克青春往事。但是，我们却很难感到厌倦，为什么，因为这个没钱又话多，害羞又逗逼的小伙，就像身边一个平常的朋友。没错，他有超能力，他是蜘蛛侠，他能在高楼荡秋千，但他和我们一样，被长辈当作长不大的小孩，被喜欢的姑娘当作书呆子，还要读书写作业、工作拍马屁，哦对，除此之外，他还要拯救世界。
一个拍了6部的IP，《平行宇宙》居然拍出了完全不落俗套与众不同的剧情故事，我真服了编剧的脑洞。那这个故事究竟讲了什么？
简而言之，就是“蜘蛛侠教会了蜘蛛侠怎么当蜘蛛侠，顺便还赢得了蜘蛛侠的芳心”。
小编你在说绕口令吗？怎么这么多蜘蛛侠？对，平行宇宙的故事起点，是6个蜘蛛侠汇聚到了一个宇宙。包括刚刚获得超能力但是却不会使的高中生蜘蛛侠迈尔斯，中年离婚颓废大叔蜘蛛侠皮特，还有漂亮的女蜘蛛侠格温。问题不仅仅是他们要一起拯救世界，而且，从哪来的必须回哪去，不然会死。所以，只有原宇宙的迈尔斯具备拯救所有人的可能，问题是，他还不会当“蜘蛛侠”。
他企图拜师，中年蜘蛛侠皮特，啤酒肚，胡子拉碴，但很善良。他告诉皮特，“众所周知，一个人在生死关头，可以做到许多本来就做不到的事”。尽管迈尔斯确实在关键时刻学会了怎么荡秋千，但是还是出了点意外，此时，一个炫酷矫健的白衣蜘蛛女登场救下他俩，迈尔斯惊奇的发现，她居然是自己暗恋的高中同学格温。
迈尔斯希望自己能承担起最后引爆炸弹的职责，但是其他蜘蛛侠却一致同意他还不具备这个能力。心灰意冷的他，想求助于他最亲的叔叔，毕竟只有叔叔从小到大一直理解和支持他的梦想。却没想到，叔叔的另一个身份居然是反派Boss金并的得力干将“徘徊者”，而且得到了命令，要追杀“蜘蛛侠”们。
后来，在叔叔即将掐死迈尔斯时，迈尔斯摘下面具，叔叔愕然，怎么是你个龟孙！叔叔有心放他一马，却被金并当场枪杀。好吧，蜘蛛侠的叔叔一般都活不长。
恶战结束，皮特安慰迈尔斯的同时，把他绑在椅子上，决定最后牺牲自己去引爆炸弹，因为迈尔斯依然还不会“蜘蛛侠”的技能，他依然仅是个义愤填膺的高中生。告别之际，迈尔斯问皮特，什么时候，自己才能“准备好”？皮特却说，所谓“准备好”，其实只是一种“信念”。
最后，激发出迈尔斯“信念”的，是他父亲的一番话。此前，作为警察的父亲一直不理解迈尔斯的爱好：涂鸦。并且，逼迈尔斯去精英学校，尽管这里的一切和他格格不入。
迈尔斯叔叔的死，让父亲向迈尔斯坦白。自己一直觉得儿子很优秀，所以才想要逼他成为“更好的人”。但是，无论迈尔斯怎么选择自己的人生，他都会支持。
看到这，读者们估计也能猜到后面发生了什么，迈尔斯从此开挂，蜘蛛丝biubiubiu，找回自己，逮捕反派，拯救世界。但是这里，小编想多说一句，为什么父亲短短几句话，能让迈尔斯顿悟力量的源泉呢？
最深的羁绊，来源于最亲切的人。迈尔斯最亲近的人，不是皮特，不是格温，不是叔叔，而是他的家人。那个束缚着他，推着他的父亲。虽然他想逃离，但是却总会回来。
对于每个人，可能也都有一个深深的羁绊。一个我们总想逃离，却最终总会回来的地方。对于不同的人，会有不一样的答案。有的人是亲情，有的人是友情，有的人是恋情，还有的人是自己。
在经历分离后选择团聚，在经历背叛后选择信任，在经历执着后选择释然，在经历厌恶后选择理解。越是深刻的理解自己，越能释放羁绊中的力量。
迈尔斯最终变成了蜘蛛侠，那平行宇宙中的你呢？
