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天體在太空中為什麽不會「下沈」?

2020-06-11科學

我覺得題主的問題2是一個非常好的問題。去年我女朋友有一次吃飯的時候問我:都說宇宙是大爆炸產生的,那大爆炸之前是什麽呢?

物理裏有很多「不能問的問題」,或者說「不該問的問題」,題主的問題,包括我女朋友去年問過的問題,都屬於這個範疇。「不能問」或者「不該問」,既不是權威主義的打壓,也不是道德/智力層面的審判,而是說,這個問題本身是有邏輯錯誤自相矛盾的。

為什麽這麽說呢?假如有人站在南極點,問「我的南邊是哪」,或者說「比我更南的是哪邊」 可能大部份人的反應都會是「什麽問題嘛,你都已經在最南邊了,哪還有更南啊」。這個問題在本質上和「宇宙外面有什麽」和「大爆炸之前有什麽」是一樣的。簡單來說,南極點沒有南邊,宇宙沒有外面,大爆炸也沒有之前。因為只有在這個宇宙中才能提到空間,有了大爆炸才有了時間,脫離了這兩個基礎,談及「外面」(空間)和「之前」(時間)都是沒有意義的。

有人可能要說,我們看了好多科幻科普的讀物,不是有平行宇宙嘛,那不就是我們的外面嗎?不錯,平行宇宙確實不在我們的宇宙裏面,但這並不意味著它們在我們宇宙的外面。就好像一只螞蟻如果不在一張紙的正面,那並不意味著一定在紙的反面一樣,它可能在紙的裏面,也可能在桌子上,還有可能在山洞裏,而這些完全都是脫離了「紙」這個談話基礎的範疇(這個例子很爛,而且可能也會引起誤會,不過沒辦法,時間和空間的概念太難想象了)。平行宇宙從本質上來說和我們的宇宙不在同一個時空裏(我們的時空就是我們宇宙所在的4維空間)。我們可能在同一個更高維的空間裏(現在科學界有一個流行的說法是11維,不過從來也沒有實驗能證明),但這並不意味著平行宇宙在我們的「外面」(大家可以想像一下【三體】裏面描述的高維空間,平行宇宙在某些維度甚至可能和我們是重合的,但那並不意味著在我們「裏面」)。

所以,題主的問題簡單回答就是:根據我們現在已知的最合理的理論,我們的宇宙沒有外面。宇宙沒有邊界,所有的物質、空間、能量,都在我們宇宙的裏面。

至於說到行星為什麽不會掉下去,要回答這個問題,必須得定義什麽是「下去」。在太空裏是沒有「上」和「下」的概念的,這純粹是人類由於地球重力的存在而產生的感知。不過這個問題想必在許多的紀錄片、科普作品、科幻小說中被反復回答和演示過,題主可以去找找,了解一下。

至於第一個問題,這個問題問得太大了,可以從科學、哲學、社會、人文等等無數方面回答,而且任何回答都會顯得蒼白片面,我就不在這獻醜了。大家仁者見仁,智者見智。也許,你的生命會因為思索這個問題而變得更加有趣一點。

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(分割線,後補)

從評論裏看到有些朋友還是很迷茫,甚至有評論說物理學界很虛偽,不知道的問題就說問題不該問;也有評論說「說這個問題沒有意義,那麽霍金思考的問題是不是也沒有意義」。所以想在澄清一下,說這些問題不能問到底是什麽意思。

所謂的「沒有意義」、「不該問」的問題,並不是說問題很難無法回答,更不是說問題很簡單很愚蠢,而是 這些問題本身是自相矛盾的,是有悖論的 。大爆炸是我們宇宙的時空的起點,在大爆炸沒有發生的時候,並沒有時間這個維度,所以大爆炸並沒有之前。既然沒有之前,又談何之前有什麽呢?同樣的,宇宙裏才有空間,脫離了我們的宇宙,也就脫離了空間這個範疇,又談何「外面」呢?

有一個很不恰當的類比,問這些問題就像在問「 愛因斯坦出生前他最大的成就是什麽 」。沒法回答,或者說,這個問題不應該問。因為只有在愛因斯坦出生以後,才有了這個人,談他的成就才有意義。脫離了他的生命,也就脫離了他成就的範疇。

所以,正如 愛因斯坦沒有出生前的成就 一樣, 大爆炸沒有「之前」,宇宙也沒有「外面」。

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好多知友在評論裏提出了很多很有意思的問題和觀點,寫了一篇專欄文章說了說我的看法。有興趣的知友可以讀一讀。專欄文章連結:

知道我們不知道,並且明確知道哪些問題我們沒法知道,也是很了不起的成就。 - 我們的征途是星辰大海 - 知乎專欄