宇宙中是否可能存在一些地方,其物理規律和性質與我們這裡不同?

宇宙中是否可能存在一些地方,其物理規律和性質與我們這裡不同?比如各種常數,如真空光速、普朗克常數、基本電荷等。


這是反駁性的 post,請勿進行歪樓等指責。(先召喚一下 @劉博洋 ;請幫我指正一下這篇裡頭可能存在的錯誤,多謝了)

最高票回答…… 我也是沉醉。

這種國外網友們「鴿子為啥那麼大」之類半惡搞的 meme、進口之後泛濫微信朋友圈(juàn)級別的東西,往知乎上扔…… 真的呆膠布?藥丸啊藥丸。

在開始扯淡之前,首先提請注意一點:其他領域的事兒,咱不管;但,如果在自然科學的範疇內討論問題,若不是陳述自己的研究結果或基於這些結果做出結論,那麼,想搞大新聞,請引述可靠的參考文獻。

跨界有風險,發言請謹慎。與其拿這種東西出來,不如認認真真抖個機靈:「那難道不是近在眼前——就是被你暗戀過的人的內心啊!你給我用我們的物理理論解釋一個!」

首先,我們所在的銀河系確實有點兒奇特地偏大:廣義漩渦星系(包含了棒旋星系——銀河系已經被近年來的觀測認定為棒旋星系了)的質量大小,橫跨了四個數量級(最大的比最小的大了一萬倍);在這些星系裡,銀河能被歸入非常大(幾乎是最大)的那一批了。但,這絕不意味著更大的星系不該存在:比銀河系大十倍甚至更多的星系,宇宙裡頭多的是。哪怕局限於宇宙里我們已經看到過的那部分,星系的數量就已經上千億了;找兩個「大力出奇蹟」的,還不是輕鬆寫意?

說近的,天文愛好者的最愛之一——M31(仙女座大星系),就有 10^{12} 個恆星,比銀河系中恆星的數量大了接近一個量級(當然,算上暗物質之後的總質量倒是跟銀河系差不多)。

(這圖是 Mac 的壁紙。要是那個不能被物理理論解釋,這個近在眼前的 M31 就為啥沒人管呢~)

說遠的,星系團 Abell 3827 的核心星系 ESO 146-5 的總質量差不多夠銀河系總質量的三十倍了(它在八十年代保持了很長一段時間的「人類發現的最大質量星系」的紀錄)。

哪怕局限在漩渦星系裡頭,另一個天文圖片界的現象級高顏值明星——NGC 6872(也叫「禿鷹星系」),就比銀河系和 M31 加起來都大(事實上,至少是銀河系的五倍):

(圖片摘自 nasa 網站)

宇宙里比銀河系大「八倍」以上的星系多了去了,但為啥人們從來不提什麼「不能用物理理論解釋」?我倒是經常聽到「哪怕漩渦星系的質量大大小小橫跨好幾個數量級,但它們統統都呆在 Tully-Fisher 關係(盤狀星系光度和旋轉速度的冪律關係)預言的曲線附近」之類的說法。

順帶一說,有一個經常被科普工作者忽略的事實:基於宇宙的膨脹歷史,在超過某個距離之後,若一個星系離我們越遠,則它看上去是越大的(不過,表面亮度肯定是要降低的)。當然,這個 UDF 423 的距離並沒有遠到能發生這種看上去挺奇怪現象的地步(它的紅移大概只有 0.29,但在 UCLA 天文系的人所做的一個海報裡頭被寫成了 z ~ 1,估計後者是筆誤)。下圖摘自 Wikipedia,橫軸是紅移(紅移越大,則離我們的距離越大,雖然紅移和距離的關係在遠處並不是簡單的正比),縱軸是所謂的「角直徑距離」(數值越大,則相同大小的天體看上去越小)。

其次,我在 Google Scholar、http://arxiv.org 和 ADS/ABS(行內常用的一個資料庫)裡頭搜索了 UDF 423,得到的結果如下。

arxiv(標題、摘要和全文檢索):空

ADS/ABS(標題和摘要檢索):空

Google Scholar(全文檢索):排除誤匹配(比如有 UDF 這個關鍵字,再加上一個「某書第 423 頁」之類的情形),只有這麼一篇文章提到了這個星系:http://arxiv.org/abs/1312.2215 (arxiv 自己竟然搜索不到…… 那些哥們兒還是要提高姿勢水平啊)

這篇文章的標題是「宇宙中漩渦結構的起源」。從摘要來看,它是討論較早時候的星系的漩渦形態的(一般認為,離今日越遠,則漩渦/棒旋之類的有序結構出現的比例越少)。文中提到這個星系的地方只有一處:他們把 UDF 423 當成一個典型的「近處的」多旋臂星系,將其的圖像進行了高斯模糊,再用之去對比更遠處(紅移約為 1.5 左右因而看得不是很清楚)的星系們,發現沒啥明顯不同:「Evidently, the overall appearances of the nearby multiple-arm galaxies (UDF 7556 and UDF 423) are not substantially changed when the galaxies are blurred to look like the distant, woolly spiral (UDF 5417).」

最重要的是,沒有任何一個地方提到這個星系的質量有!多!大!

沒有!

我完全不相信,一個「物理無法解釋」的事兒,會幾乎找不到討論它的文章。當年的「中微子超光速」事件發生之後,arxiv 都快被新的預印本「爆吧」了;那一陣子,人們召開了好多研討會;會上,人們吵得唾沫橫飛;會下,人們(以及我們這些不參會的「醬油大隊」)整天抱著電腦刷 arxiv……

如果,這個星系的存在,真的不能被現有理論解釋,那麼搞天文和天體物理的人,恐怕早就跟群體磕了葯一樣炸鍋了——大新聞!大新聞!然後,幾乎所有的望遠鏡——從 X 射線波段的「錢德拉」、γ(Gamma)射線波段的「費米」,到光學波段的無數望遠鏡(包括哈勃自個兒),到紅外波段的「赫歇爾」和「施皮策」、射電波段的 GBT、亞毫米波的 ALMA,甚至到高端發燒友的「私人」望遠鏡,都會盯著這個玩意兒看上很長很長的時間(因為增加曝光時間能提高信噪比——除非已經長到消除了泊松過程的漲落了),生產無數的或驚為天物或扯淡灌水的論文。

可是,這 UDF 423 竟然被人們認為是一個「典型」的星系,平凡到大家都懶得好好測一下它的質量?

話又說回來。北大的吳學兵老師組最近發了篇 Nature(http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7540/full/nature14241.html#close,公共媒體的新聞請見 Astronomers find a shockingly ancient black hole the size of 12 billion suns),用測定活動星系核附近的星際介質被電離區域大小的辦法,結合這個傢伙的紅移,得到了一個超級黑洞的質量——大約 120 億倍太陽質量;相比之下,銀河系中心的超大質量黑洞,「只有」四百萬倍太陽質量,是那個大傢伙的三千分之一。在紅移 6.3 之處(意味著,我們看到的這個黑洞,是存在於宇宙的尺度只有現在的 1/7.3 之時的),竟然發現了這麼大的一個黑洞,這才是對現有的超大質量黑洞形成理論構成了一定挑戰的東西——人們大都認為這種黑洞「來不及那麼早形成」。可惜,這樣的東西,看上去是如此嚴肅,再加上學界內的人士大多沒時間給公眾煲雞湯,誰又會關心這樣的東西呢?

最後,扯點兒相關性更弱的事兒(但似乎更切合「原題」)。

有些外行的看官,以及大部分民科,很喜歡宣傳「學界在通過掩蓋不利的證據來維護舊理論扼殺新思想」的陰謀論。

但事實上是,經歷過合格的自然科學訓練的人,都會有一個理念:因為自然科學的理論原則上是不能被「證明」為真的(只能以驗證結論的方式來增加我們對一個理論的信心),所以,一個理論即便很可能是好的,我們也不會放棄對它的檢驗。甚至,很多學界中人,窮盡其一生,都在設法尋找潛在的推翻現有理論的證據——哪怕只是一丁點兒的希望,也會有人搭上一輩子。如果真的找到一個「現有理論完全無法解釋」的東西,學界的人(特別是物理學界的人)會跟打了雞血一樣為之瘋狂的。為啥?經費啊!教職啊!沒有「推倒現有理論」之類的突破性進展,這些東西都不會多。

可惜,問題不是我們的理論出了問題,問題是那些看上去像突破性進展的東西到最後都被證實是鬧了烏龍。OPERA 組鬧出的「中微子超光速」到最後被證明是光纖沒插緊(233),去年搞出大新聞的 BICEP2 組發現(幅度大得超乎想像的)原初引力波的事兒到最後也被證明是沒有正確考慮星際塵埃對偏振和消光造成的影響——然而到今年年初,David Spergel(敝系中相當於系主任者)因為正確指出這一事實而當選 Nature 2014 年度十大科學人物之後,國內還有許多人和許多媒體認為這玩意兒要得獎。

我們比誰都盼望大新聞,直至盼望著從大新聞中出點兒「能推翻現有理論」的東西。

這種盼望的饑渴,到了什麼地步呢?去年七月份的一個半夜,我們突然收到 David Spergel 的郵件,說你們都別睡覺了,SWIFT 探測到一次巨大的爆發,很可能在銀河系內,但人們此前卻沒有探測到任何與這次爆發有關的潛在的「前身」——這對現有的關於 Gamma 暴的各種理論構成了不小的挑戰。結果,第二天一早,大家發現,這不過是又一次烏龍。但在「這是烏龍」的消息傳開之前,我身邊就有好幾個人,還真就一宿沒睡……

事實上,直到目前為止,人們沒有發現任何關於宇宙中的物理定律各處不同的可觀測證據。雖然有很多人提出此類理論,但那些理論都有或多或少的問題:要麼不能解釋太多現象(常常只能 case by case),要麼提不出可被觀測檢驗的事情。

舉個很多人都喜歡舉的例子。

在 20 世紀初,河外星系的紅移剛被證實時,有人提出,這個紅移並不是因為宇宙的膨脹造成的,造成它的原因也許是那一時代的物理學定律與現在不同。因為,「紅移」牽涉的是「發出光子」的電磁學過程,有人便懷疑,「紅移」是否有這樣一種「替代性解釋」:在宇宙的更早時候(或曰「遠方」),電磁相互作用的強度與現今不同,造成了電子能級躍遷時放出的光子能量不同。

這個理論看上去真是很吸引人的。但很遺憾地,沒過多久,它便被否決了。在進行了更精細(確切地說,更多波段)的觀測之後,人們發現,原子的精細和超精細能級躍遷所發射光子所受到的紅移,與不同主量子數之間躍遷發射的光子所受到的紅移完全一致。如果電磁相互作用的強度與現今不同,則唯一表徵電磁相互作用強度的無量綱常數——精細結構常數alpha——就會完全不一樣。「主量子數躍遷」時,放出光子的能量,正比於alpha^2;而「精細結構躍遷」放出的光子能量,則正比於 alpha^4;若紅移是由alpha的變化造成的,則這兩種光子將受到不同量的紅移。

從亞里士多德到開普勒,從牛頓到哈勃,人類在自然科學的領域裡摸爬滾打了那麼多年,付出了無數的或正常或荒唐的代價,得到了一個重要的教訓:我們所在的,只不過是宇宙中一個普普通通的位置而已。哪怕排開現有的證據,單從「元問題」的意義上說,說宇宙中存在「物理定律不同之處」,都是與這一趨勢背道而馳的。

以及,自然科學原則上只是方法論(最多加上這套方法論所能得出的事實),根本不是信仰(所以它和非極端的各種信仰都不衝突),更不是玄學;像這樣「訴諸情感衝擊」的做法,可以說,是最糟糕的「接近科學」的方式之一了。這種典型朋友圈雞湯的做法,跟傳銷相似:先用完全無關的東西鬆懈讀者的心理防線(哈勃超深場做了好多年了,雖然重要,但並不是什麼驚天動地的東西;而且,超深場有多「深」、為了這個「深」把視野局限在多小的範圍之內,與論題又有什麼關聯?),再把似是而非的東西抬出來大捧(具體到這一篇,甚至「連錯誤都算不上」),以使得讀者放棄思考(事實是很多朋友圈的讀者一點兒思辨能力都沒有),進而坐收「洗腦」之效。

想搞大新聞,我們當然是茲磁的;但是,也請尊重事實。否則,請勿聲稱自己與自然科學相關。


從某種意義上來說有可能,雖然可能性很小——

1. 我們周圍所觀測到的一切都是由物質組成,而反物質幾乎不存在。對此有兩種可能的解釋:一是宇宙大爆炸後極短的時間內,存在某種過程使得物質比反物質多一些,大部分的物質和反物質互相湮滅以後,只留下了物質的宇宙;二是物質和反物質在大尺度上互相隔開,也許在幾億、幾十億光年外,存在由反物質構成的星系。
第一種解釋是主流,大部分理論都支持第一種解釋;但第二種也不能完全排除。

2. 物質和反物質具有微小的不對稱,比如長壽命中性K介子可以衰變成電子+反中微子+正π介子,也可以衰變成正電子+中微子+負π介子;這兩種衰變方式的幾率有微小的差異。
大量反物質的宏觀性質是否會與物質有明顯的不同? 目前還不知道,因為很難製造出大量的反物質,造出來了也很難保存。
如果大量反物質與物質的宏觀性質確實存在明顯的不同,那麼可以想像,在由反物質構成的星系中,可能某些物理性質與「我們這裡」是不同的。

3. 如何驗證? 這個很難,從光譜上無法分辨遙遠的星系是不是由反物質組成的。一個可行的途徑是探測宇宙射線里的反物質。在地面觀測到的宇宙射線里存在相當多的反粒子,它們基本是宇宙射線和大氣相互作用的結果。在衛星上觀測到的宇宙射線里存在極少量的反質子,但仍然很可能是宇宙射線和星際介質碰撞產生的。但是極少量的反質子要聚合成一個反氦核是極其困難的,因此只要觀測到哪怕一個反氦核,也是宇宙中存在大量反物質的強有力證據。這也是 阿爾法磁譜儀 的其中一個任務。
可惜,到目前為止似乎還沒有一個反氦核被觀測到。


目前觀測到的證據支持,「在足夠大的尺度下,宇宙是均勻且各向同性的。」


物理學院學渣也來回答這個問題了,答案是在現存的物理學體系內不存在。如果真的觀察到這樣的地方,物理定律將被修改,使得新的物理學知識體系能夠容納新的內容。如果不能兼容,普適(universal)的物理學將不存在。

舉個例子吧,《三體》最開始,看到高能物理實驗在不同的時間不同的地點得到了不同的結果,那個科學家自殺了,因為物理學已經死了,她畢生奉獻的事業原來是不存在的。

物理學有兩個基本假設時間平移不變性空間平移不變性,即基礎的物理學定律是不隨地點的不同和時間的不同發生變化。這也是為什麼實驗必須有可重複性(雖然我們經常做不出來),以及為什麼我們可以用高能粒子加速器去模擬宇宙大爆炸時的情景。

那麼,這兩個假設是否成立呢?答案是不知道。雖然我們目前並沒有發現足以威脅這兩個基本假設的例證(正如 @王力樂 所言,那篇文章就是雞湯),但我們無法排除這種情況可能存在。換句話說,如果題主說的這樣的地方或是時間存在,那麼物理學將不會存在。

但是,重要的是,時間平移不變和空間平移不變可以直接推導出能量守恆和動量守恆,這兩個推論是很容易觀察的。而目前為止,這兩個定律還是成立的。所以,目前的觀測還不支持題主的猜想。


不是正經學物理的,前沿不是那麼清楚,但是,就目前來說,黑洞內部應該是滿足題主要求的答案吧。畢竟視界以內「不可知」,雖然這話不那麼絕對,但是暫時實際觀測手段為零。
如果說視界內部非奇異點奇異環等「空白空間」還算可以估計,那麼奇異點或奇異環本身就沒法猜測了吧。就我可憐的理論物理知識,那個地方大約可以視為n/0的狀態,而在數學中,n/0的值也不是普通數學範疇內的東西。
所以大體上黑洞內部是符合問題的答案。


第1層,現有的物理理論是真理的有效理論,而不是真理本身
舉例,經典力學是量子力學的宏觀有效理論。在宏觀尺度下,量子力學的近似解就是經典力學。但到了微觀尺度,經典力學就不靈了。
在相當長的時間裡,人類無法觀察微觀尺度的相互作用,因此人類無從發現量子力學。直到光電效應,黑體輻射等現象被觀察到,才有量子力學和相對論

我們目前已知的理論肯定是有適用範圍的,但是人類目前的觀測還沒有超出這個範圍,宇宙中也許存在這樣的點,不滿足目前理論的適用範圍,如大爆炸的奇點。但是我們人工是複製不了那個 超高能量的狀態的。

這也就是為什麼增加粒子加速器的能量,有可能發現新物理

第2層,不是物理問題,是哲學問題
光速不變,但也許那裡沒有光,物質不滅,但也許那裡沒有物質。
所謂「反物理規律」的地方,往往不是某個物理規律有變化,而是某個規律根本沒有存在的意義。


電源檢查,正常。
腦電路檢查,正常。
準備啟動二級腦洞模式,代號233。
正在啟動......
口一一一一一一
口口口一一一一
口口口口口一一
口口口口口口口
啟動完成,進入編輯模式。

第一話

地點:jm星球

「大木,你知道嗎?昨天32區抓到一個從異空間穿越來的人。」
「哦?我記得已經很久沒有類似的報道了。」
「對啊,大概有700萬年了」
「加藤,你說我們要不要研究一下他?」
「這是再好不過了,我向全球申請一下」

10s過後,全球收到了來自加藤的引力場廣播。民眾們進行了投票,超過50%贊成,加藤和大木獲得了這個「隕石人」的研究權。

他們把隕石人運到實驗室,發現他穿了一件銀灰色的薄外套。加藤摸了一下,對大木說:「裡面有壓力,把他放到自動恆壓室然後把他衣服脫了。我去準備器材」
大木點了點頭。
「我們先來分析一下他的物質成分吧」,加藤說。不等大木同意,加藤將一小塊人類表皮放到一個閃著光的儀器上。
「天啊!」大木詫異地看著儀器喊到「他竟然是小分子物種。你知道小分子物種意味著什麼吧?」
加藤說:「嗯,幾十萬年前看過類似的介紹,小分子物種是由小分子組成的,他們世界的原子大概只有我們世界原子的萬分之一那麼大。也就意味著他們所有的基本規律都是我們世界規律的削弱版。他們的身體比我們要脆弱至少一萬萬萬倍。」
「那他們是不是永遠也看不到虹出?」大木略帶遺憾地問到。
加藤說:「當然,一次完整的虹出持續一萬年,而且就算他們有像我們一樣保存圖形的能力,虹出可是只有我們這種ξ類星系才會有的東西。它是中央虹洞在積聚到一定能量才能形成的巨粒子大爆發。」
「對,他們這種β星系的物種大約永遠也觀察不到巨粒子。如果我沒有記錯的話,他們的極限速度只有0.003as每秒(30萬m/s,即光速)。而我們的極限速度卻有300萬as每秒。他們觀察的東西,太少了」
加藤拿出一塊清涼片(jm星球用於提神醒腦的一種東西)貼在自己的額頭上,「可憐的β星人。」

與此同時,地球
中國某座實驗室
「啊成功了!我們終於把楊洋送進了蟲洞」
「是成功了,但百分之九十九楊洋已經徹底消失了!你這是謀殺!」一位禿了頂的中年學者怒吼道。
「但這件事是楊洋同意的,我們只是幫他實施了這個過程而已。沒有我們,他還會找別人的」
「唉,你們這些搞物理的!」禿頂男子嘆了口氣走出了房間。


「大木,把他喚醒吧。問問他為什麼會來到這裡」
大木把一個藥丸放到楊洋的眉心,藥丸自動溶解進皮膚里。不一會楊洋便醒了。
加藤看到楊洋的嘴巴動了動,然後感覺到了震動。一個名詞突然出現在腦海里:震動信息流。難道這種生物是用震動傳遞信息的?幸好恆壓室有氣體分子,能感受到他發出的震動。
楊洋掏出一個小卡片,上面印著「自解語言系統」,署名中國科學院。楊洋遞給大木,大木猶豫了一下還是拿了起來。放到激光分析器上發現上面有很多小凹槽。
「試試二進位解密」加藤說。
用二進位解密之後發現是一個語言系統。
「這下好了,可以交流了」,大木顯然有點興奮。
解密之後自動生成了一個演算法,大木將它傳輸進信號轉換器里。並把信號轉換器遞給楊洋。
「現在能聽到我們說話了吧?」
楊洋發現眼前這個生物遞給他的小東西竟然發出了中文。顯然這兩個生物所代表的文明比地球高出了數個數量級。
楊洋回答:「聽到了。請問這是哪裡」
「用你們的語言來說,這是摩羯座。」
「這裡好像不是真空。」
「對,這是恆壓室,有氣體。但室外就沒有了」
「我需要氧氣才能正常呼吸,可是這裡空氣成分好像不對。」
「我們分析了你的身體結構了,很奇特,你們所說的呼吸作用,很神奇,竟然從分子水平改變那麼多的東西。我可以製造一個小型的反應堆放到你體內,用於產生能量,這樣可以抑制你的呼吸作用,並且也不用...吃東西。剛開始會有點不適應,習慣了就好了」說著便拿出一小塊銀色圓形東西,貼在楊洋的胸前。不一會就溶進了皮膚里。
楊洋突然感覺一股能量充斥身體,然後慢慢發覺體內莫名其妙地一陣清涼。
「試著停下呼吸」大木說。
楊洋看了大木一眼,憋了一口氣,窒息感還是如約而至。
「窒息是心理作用,不要呼吸」加藤說。
你知道我在想什麼?楊洋驚異,還是照做。
「知道啊,我們對電信號也很敏感。在進化出引力波傳送信息前,我們一直都是用電信號交流的,你們的電鰻和我們最初有點類似。可惜的是,我們沒有用震動的階段,可能因為我們最初生活的環境就沒有空氣吧」
「你是說,你們沒有空氣?」
「是的,我們的生命是不老不死的。類似於你們所說的機器人。我們現在這個樣子是因為我們自己對自己進行改造,我們是有思維的機器人。我們不需要呼吸作用,也沒有你肚子里那些亂七八糟的器官....」
「好神奇,我以為生命都是有機物組成的」
「你們看到的宇宙太少了」
「你們一定是硅基生物吧!」
「並不是,嚴格來說我們是大原子生物,我們也有擁有四個共價鍵的原子,只是它比你們的原子大一萬倍。從原子等級上就決定了我們的不同,我們的光速是你們光速的30億倍。所謂的物理規律也不是完全的一個框架。而且,說實話,你們的物理規律很多都是錯誤的,很重要的一點,你們知道太陽系相對於絕對參考系的速度嗎?知道太陽系繞著銀河系中心的速度嗎?所以你們現在的框架基本也只是建立在一個小小的黃矮星上而已。我們的物理學和你們已經完全不一樣了」
「但你能讀取我的腦電波」
「就像你們的usb介面一樣,3.0向下兼容2.0。我們這個世界也兼容小分子世界,這也就是為什麼你能在這裡存活。」
加藤拿出一個像鋼尺一樣的東西,「你來折一下它」
楊洋拿起來,發現很難折動。
加藤輕輕一彈,那鋼尺竟然碎了。
楊洋終於明白了:他們的物體強相互作用力比地球要大的多!
「對,就是這個意思」

加藤繼續問:「你為什麼來這裡?」
楊洋:「我想看看蟲洞是不是真的存在」
「現在有答案了?」

「你想回去嗎」
可以嗎?我們耗費了十年的財力才打開一個蟲洞缺口。
「蟲洞已經成為我們的一種交通方式了」
楊洋被驚的說不出話來。
「你是β星系,應該在宇宙靠東邊的位置....找到了.....太陽系,應該是這個黃矮星吧。然後是...地球。選到中國中部一個農村好吧?」
楊洋點了點頭。
「好了,通道打開了,來吧我陪你。」
面前出現了一個門,確切地說,只有門框。
加藤,楊洋,大木三人一起走了進去。
兩邊是浩瀚的宇宙。前方不遠處有一個缺口,應該是出口。
楊洋發現不遠處有個大黑洞,指著說到:「那邊有個黑洞。」
加藤順著楊洋的手指看過去,說:「真好看」
楊洋說:「不就是一圖黑嗎,有什麼好看」
加藤搖了搖頭,它一點都不黑,只是用你們的器官看不到而已。我們看到的是一個巨大的天體,被環繞著無數的光圈,是光跌落時掉進了光軌道,就像你們太陽系那樣。而噴出的粒子流又像是你們的極光。你可以想像出它有多好看了吧?
楊洋恍然大悟,原來是這樣。
走到一半,加藤和大木停下了。「出口就在那,你出去就是中國。」
你們為什麼不跟我一起去看看。
「我們也想啊,可是我們是大原子生物,去不了你們的世界」
就像usb2.0不能識別3.0的u盤一樣?
「聰明」加藤笑了笑,「在大原子世界和小原子世界之間有一道分子篩,大原子生物是不能通過這道分子篩的。」
那好吧,謝謝你們,再見!

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我不能理解為什麼很多答案不是回答題住而是互相撕逼....
分隔符---------------------------
關於題主的問題,讓我想起多年前看過的一個文章,是寫宇宙種種不守恆不對稱現象的,最後有一個腦洞大開的結論:我們活在一個模擬之中。也許是另一個高等生物創造的一個小系統
我高中同學曾經開玩笑地說過,既然空間無限大,說不定我們宇宙就是一個大便的一部分。
話糙理不糙
最後說一下我的觀點:不管普朗克常數變不變,超光速必成可能


我賭100塊錢不存在


在弦論的框架下,與空間的微觀結構相關,存在可能性多到不可想像的參數選擇。微調一些參數就可以有不同的基本粒子、不同的物理常數等等等等。
弦論還認為宏觀空間的三維之外還有很多「蜷縮」的維度。那麼,也可以存在空間宏觀維數和拓撲結構都不同的宇宙。
如果我們不認為所有這些可能的參數選擇中任何一種組合是「特殊」的,那就只好認為這些可能性都在不同的宇宙中實現了。這些宇宙合起來稱為the landscape multiverse.
誰也不知道現實是否如此。Most likely這個multiverse中的各個宇宙也不可能交換信息,因此也無法互相觀測。
但是光想想就爽到不能自已啊!


有可能。
我們的物理是一門基於數學的學科。所以,他更多的是關心如何計算,而不是發生了什麼。這就是化學成為一個學科,能夠獨立出來的原因。
那麼什麼是物理定律吶,就是那些可以同現實世界關聯起來的數學公式。
數學公式,到任何一個地方都不會改變,跟時間空間完全無關。很多人提出的例子,只不過是,現有的數學公式,沒有把其中的某一個或者幾個變數包含進來。所以看起來,物理定律應該是普適的。
問題出現在數學上,關於「一」的概念。1+1=2是整個數學的基礎,滿足這個公式,必須有幾個條件。1所代表的必須是對等的,不可分的。比如你拿兩塊土塊,「咔」的一聲摔成八塊,就成,1+1=8。再就是對等,一個梨加個蘋果不等於兩個蘋果,或者兩個梨。也就是1要等於1。隨便舉些化學中的例子,就是各種一和一不對等。以至於人們不得不把化學從物理中獨立出來。
我們現代的物理學家普遍認為,我們已經快要找到現實世界的「一」了,分子,原子再往下一個兩個數量級就到了世界本源了。比如量子理論,弦理論之類的都有相關的內容。那樣的話,物理定律基本就能解釋整個世界了。
可如果,我們離這個所謂的「一」還有很遠很遠的路早走吶。甚至每一個原子都完全不同,只是我們現在的技術無法測量出來。那麼,發生什麼,都是正常的。


總會有那麼一段時間,有人看完了三體,跑來提出這種問題…


看完評論我才發現題主改問題了。我擦,要不要這麼坑。
原問題是」與我們熟悉的物理知識有什麼不同「,改成這樣是想問什麼?

目前為止的所有已知的物理規律都是我們「發現「的。
發現存在著兩個階段,第一,這個規律就在那,第二,我們發現後對其定義。
但是」發現「本身存在著程度問題(參見後面的」瞎子摸象「論),比如牛頓的引力體系,在地球上沒問題,但是放到太陽系就出了問題。於是愛因斯坦用自己的理論重新定義了引力。
愛因斯坦推翻了牛頓嗎?不是。愛因斯坦的理論要先符合牛頓的理論,是在進一步完善牛頓的理論體系,使其在宏觀微觀上都能達到統一,使得我們」發現「的規律儘可能多的能解釋宇宙中的現象。
(PS.科學界有關於對愛因斯坦大統一理論的爭辯,我個人認為愛因斯坦的出發點是對的,只是需要我們繼續完善並證明而已。本來那些吐槽的科學家死死抓住的槽點就是「你證明給我看啊」)
也就是說,縱觀自然科學史,物理學家一直在努力做的事情就是,發現一個規律,使其儘可能多的去解釋宇宙中我們觀察到的現象。當這個規律解釋的現象越多,證明這個規律越準確。

那麼問題來了,究竟宇宙中是否可能存在一些地方,其物理規律與我們這裡不同呢?
答案是,不知道!可能有,也可能沒有。

這是什麼鬼答案,我自己都想抽自己。但事實就是如此。宇宙中還有很多地方我們沒法觀測,當然無法發現現象,從而進一步去發現規律。
比如黑洞。
這玩意純粹就是一個想像中的東西。它存在,但我們看不見它,它不黑,它也不是個洞。誰知道黑洞裡面是什麼啊。可能那邊的物理規律跟我們完全不同,也可能那邊什麼都沒有。
有關黑洞的一切基本都是猜測,你想怎麼猜就怎麼猜,反正沒法證明。
所以為什麼說黑洞是物理學的墳墓呢。

還有一種可能,科幻界的假設成真了:在我們這個宇宙之上,還存在著一個六維宇宙,我們的這個四維宇宙不過是那個宇宙的附屬,在那個宇宙中,存在著超高智商的生物,修改了四維宇宙的各種指標,主觀使宇宙各個地方的值存在差異,方便他們統治宇宙……

解答完畢。

另外,之所以不刪除改原本的答案,是因為我們所知的物理知識嚴格說來叫」認為」,我們「認為」宇宙是這個樣子的,然後不斷的通過觀察,假設,證明,去確定我們的認為是正確的,為更深層次的「認為」鋪平道路。科學,是一個沒有終點的探索過程。縱觀整個科學史,本來就是一個不斷修正認知,不斷糾錯的過程。

宇宙一直是那個宇宙,只不過我們對她的認識一直在發生著變化而已。

----------------------------------分割線,以下是原來的答案----------------------------------------------------------
前方多圖預警

這就是我們所在的宇宙,卻不是我們所知的宇宙。
哈勃望遠鏡已經觀測到了那個八倍於我們銀河系的星系,在我們的理論體系里那個星係為什麼能存在根本解釋不通。
所以,存在這樣一個地方,與我們熟知的物理理論截然不同。
並不是物理本身出了問題,而是我們還在科學探索的路上。
科學探索就像一個瞎子摸象的過程,摸到一根繩子,一面牆,一根柱子,然後去判斷宇宙這隻大象到底是什麼樣子。
隨著探索的越多,大象的全貌也越發清晰。
只不過,現在已知的物理知識還無從讓我們看清這個大象到底長什麼樣。所以才會有如此多的假設和悖論。
但相對論,量子力學,引力波,弦理論,黑洞,這些假設和推論正不斷推動著我們一點一點接近著大象的真面目。而在這個過程中,人類才有了繼續探索的動力,科學才能不斷的進步。

對於宇宙來說,人類知道的還是太少。

-------------------------------------2015年5月4號的更新-----------------------------------
題主只是問「有沒有」,你們一直在追問「為什麼」,好吧。
看評論發現大家都在糾結那個「規模八倍於銀河系」為什麼在我們的物理體系里不能存在。我以為這種天體物理愛好者都能知道的問題不需要我再過多闡述了。沒想到在這隻寫情懷果然不行。

那個星系在我們的物理知識下無法存在的原因就是,引力

很明顯,那是一個螺旋狀星系,按照我們對螺旋狀星系的理解,是因為在星系中間,有一個質量很大的黑洞,恆星們繞黑洞旋轉,形成了那樣的星系。然而根據我們已知的數據,要吸引那麼遠的恆星依舊擾心旋轉而不逃逸,需要某個值,但把這個值帶入後發現,中心的大部分恆星早被撕裂了,不會是圖片上顯示的那樣,於是為了使引力公式依舊成立,科學家引入了「暗物質」概念。
注意,黑洞已經有數學模型,但無法觀察,幾乎算是假設。暗物質根本就是個假設,就跟當年「以太」這個概念一樣。為了儘可能合理化以觀察到的數據,去引入一些假設,來推導結果,這本就是一個研究手段,但是把這種手段當結論就不對了。

我們熟悉的引力知識只在太陽系或者說銀河系河心適用,放在宇宙其他地方就出問題了,於是現在科學界除了用「暗物質」這個概念來解釋意外,還再探索是不是對引力的設定一開始就出了問題。畢竟宇宙間引力形成的根本原因,至今也無法解釋。

搬一個科普小讀物,你們自己開腦洞吧
未知的引力 | 日誌

-----------------------------------------------以下純吐槽--------------------------------------------

沙漠中,一隻螞蟻科學家對螞蟻國王說:「沙子,仙人掌,你和我,我們能夠看到的所有東西,都是由整個宇宙中僅佔4%的物質構成的,另外還有大約25%是暗物質,其餘的是暗能量。」

國王:「什麼是暗物質?」

——「就是我們看不見的物質。」

國王:「那什麼是暗能量?」

——「額~就是我們無法理解的能量。」

國王:「嗯,如此高深看來研究經費沒有白花....


現實當中就有!
你難道沒見過那個有即使腳底下是空的,但是只要不往下看就絕對不會掉下去的世界么?


類似於非歐幾何的發現,這個問題實質可看做是否存在一套自洽的物理定律與現有的定律不同。

我們所熟知的物理理論其實是不斷發展的認識體系。如果給一個時空限制,毫無疑問該問題的答案是存在,而且這個地方不在別處就在我們身邊。試想想你個人物理的學習過程,從牛頓力學到相對論再到量子物理,每一次更深入的理解都會發現一個全新的世界而且就是你身邊,當然這種不同更準確的說是一種拓展,即時空尺度退到熟悉理論所處尺度時能同樣解釋原有現象。

然而就有限時空而言,自洽總是相對的,即使現在,量子引力等問題也說明我們整個理論其實還不能算完全的自洽,所以這個意義上看,下一步發展的理論很可能與現有的認識完全不同,但肯定是一種拓展。

當然上面理解或許是曲解方式,題主可能問的是非拓展的不同,那麼簡單想一想似乎不可能,但若僅從數學意義來看,或許在找到量子引力或我們熟悉世界的終極理論後,將其從數學上嚴格精確的表示出來且作為一個更大理論的一種特殊情況,或許可以在理論上探討與其完全不同的情況與表示,或者更準確定義物理理論的數學特徵並證明或否定其唯一性,類似非歐幾何。

所以該問題可作為物理終極理論發現後的備選問題,這裡讓我們先放一放:)


先mark一下,表示好喜歡腦洞大開,手機沒電了,稍後回來補,腦洞就從外星球的某個角落裡,一個叫恨因斯坦的物理學家發現相對論開始......
分割線,分割線………………………………………………………………
好吧,表示確實不是手機沒電了,所以現在先回來腦洞大開,不然就沒人鳥這個答案了。
話說在一個某某大陸上,有一個叫做恨因斯坦的科學家——當然那時候本來世界上沒有科學家,恨因斯坦知識發明出了科學家這個詞語——正在幻想著,如果自己能夠當上一名賽車手,光速賓士在跑道上,我會發生什麼?
所幸當時,雖然科技沒有太大的發展,但是數學已經到了可以解決這個問題的時候了,恨因斯坦運用了微積分,對就是這個當時兩位偉大的數學家——萊布萊尼茲和馬頓——為所有權爭吵的不可開交的時候,天資聰穎的恨因斯坦已經在運用了。他計算出了一大堆的公式,並且假設了光速是世界上最快的速度之後所得出了一堆現象——質量變大,長度變短(都是相對的,相對的!!!!!讀者注意)。恨因斯坦成功預言了日全食之後到達地球的那束光。因為那束光,恨因斯坦來到了世界的最高點,最高點。光會讓它開始飄飄然,他覺得自己已經解開了上帝創造這個世界的奧秘,他開始嘗試著是想自己坐在一輛加速的跑車裡面,穩穩地達到光速會怎麼樣。會怎麼樣?他發現這種結果居然和蘋果掉下來的情況差不多,對,假設自己是一隻蘋果,我分不清楚自己是在加速還是收到了引力?引力?對,就取名叫引力吧。那麼我身邊的空間和時間應該是完全不一樣的,這個叫做引力的東西可能會讓時空發生扭曲?也許,是我的眼睛出了問題?我身邊的空間應該是扭曲的?是我,還是我的眼鏡片出了問題?
好吧,還是那個叫做馬頓的數學家跳了出來——那貨那時候已經成功的逼死了萊布萊尼茲——他跳出來說:「恨因斯坦,是你的腦子出了問題!」
沒錯,由於當時數學的發展大大高出了科學,所以當恨因斯坦發現光是一種粒子是通過透過窗戶上的光發現的。馬頓說:「你腦子挖他了?這分明就是空氣中的pm2.5!」
馬頓的這一番話,讓世界突然震驚了!


這就是只思考不讀書所引發的悖論。。
首先,「我們這裡的物理規律」不等於「我們已知的物理規律」,我們只是了解了很少的一個部分。下面說關於你的問題,兩個星系物理規律不同的情況。
假設存在一個星系,普朗克常量與我們的不同,質能方程不為平方關係,而是2.01冪常數的關係,麥克斯韋方程和萬有引力定律的冪級數哪怕有0.0000000000001的差別,那其星系與我們星系的差別幾乎是天翻地覆的,那麼我們星系與其如何存在關聯性??各種死循環,各種值溢出。所以結論是如果存在,我們永遠觀察不到,既然觀察不到,我們永遠不知道他的存在。甚至我們根本就不知道他是什麼樣子。。所以我們研究的宇宙通常是在觀測到的符合我們定律的宇宙。。

說的有點繞口,總結出來就是我們不會認為一個沒有任何證據僅僅腦海里認為可能存在的一個不知具體形勢的物體存在。。


居然改題目了,這不是坑我么
這個問題放到1915年提出,以2015年的人的角度來回答這個問題,答案是 有 而且正是我們身處的這個世界。
往前推也是如此,往後我相信也是如此。


如果我們的所謂宇宙常數,只不過是外部電腦程序里的幾個 『#define』 呢?


宇宙有太多,我們不知道的地方,同理可推,這些不知道的地方,也一定有現有的物理知識不適合的。


當然可能存在
否則豈不是我們現在已經掌握了宇宙真理?
這這顯然不可能
我們現在所有的知識都是對真理的近似,特例甚至曲解
歷史上新的理論推翻舊的理論的事情多的是
科學從不懼怕否定自己


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