天体与原子，会不会是一环套一环？ 第1页

这种一沙一世界的民科思维我都辟谣过无数次了，真是忍不了，好吧我就再说一次：

分形宇宙论和均匀宇宙论的争论持续过很长一段时间，讨论的是大尺度上宇宙的结构，到底是一层套一层的，还是均匀与各向同性的。

目前的研究结果是：一定尺度内，是分形的；超过一定尺度就不是如此了。

宇宙在星系团尺度以下，至星球的尺度是分形的，也就是一环套一环——

超星系团里，星系又聚集形成星系团、

星系团中心凝聚成规模巨大的椭圆星系，

星系团外围存在大量的漩涡星系，

矮小的星系环绕着大星系、

大星系环绕着星系中心的黑洞、

星系内部聚集着恒星星云、

恒星聚集在一起形成星协星团或双星、

行星环绕恒星运转，

卫星环绕行星运转

——因为这个尺度内引力的作用比空间膨胀大得多，物质被束缚在一起，环绕成为必然的维持稳定的方式，天体形状大多为球状、盘状或介于二者之间（椭球）。目前尚未发现环绕卫星的天然天体。

在大一点尺度上，宇宙会略微出现各向异性的状态——超星系团内聚集着大量星系、它们之间横七竖八地连接着无数由气体和少许星系组成的宇宙纤维，纤维之间是黑暗空无一物的巨大空洞，这是气体依附在暗物质上落入密度较大区域的产物。

但如果尺度更大一些，你会发现这些纤维和超星系团都是均匀分布的，如同一张网，再往上可观测宇宙就没有任何更大的结构了，一模一样都是平均每立方米都是5个氢原子的质量（注意实际密度更低）。此时暗能量主导，主要的表现就是膨胀。

至于可观测宇宙之外？那鬼知道！不过暴胀理论认为大尺度上全宇宙应该都是均匀的。宇宙很可能是个时空平坦的空间，可以无穷延伸，于是：

最后的最后，由于宇宙膨胀，光速有限，时间也有限，所以两点之间因果联系的时间随着尺度增加越来越长，足够远的（目前为半径460亿光年）两点光都被红移成了直线，该尺度以上的宇宙是毫无因果联系和相互作用的。

在人类的尺度附近（比小行星小），电磁力取代引力称为主导。有个有趣的事情是：一个物体等比例放大后，其强度会减小。这就是为什么模型楼房摔都摔不坏，现实中的楼房地震风吹就塌，太空天梯这么大的东西连自重都承受不了的道理。

当然你也可以往小尺度去看，首先你就能看到热本身——粒子的无序运动。由于人类尺度的物体主要是靠电磁力互相作用，所以分子的表现还和宏观物体相类似，人体也是一台依靠化学的宏观机器。但是肉眼看起来，不同尺度的物体的运动会略有区别（蚁人跑起来会跟正常大小的人一样吗？ | 科学人 | 果壳网 科技有意思），想不通的话就想象一下地球的公转速度非常快，但相对于地球轨道的尺度，地球显得仿佛是静止的。

再小，到了原子尺度，电中性的世界拜拜。量子力学、测不准原理和波粒二象性中的“波动性（波函数）”不能被忽略了。电子不能按照行星轨道的方式环绕原子核，否则会掉下去，它只能以电子云的方式随机出现或跃迁，能级也是固定的（PS：还有更神奇的陆沉同：如何给没有高中数学基础的人解释「薛定谔的猫」？）。更小到了原子核里，主要的作用力变成强弱相互作用，此时的物理性质和人类尺度的物体已经完全不同了。人类的感官也难以感知这种比可见光波长还小的东西。夸克与电子很可能不可分，夸克还存在色禁闭。最小的普朗克长度则是世界的最小像素。一个由像素和少数几种同质的基本粒子构成的世界显然不可能无穷分形下去。

从大尺度纤维到原子的尺度，空间里绝大多数的部分都是空的。不过我们认为一种叫暗能量的东西可能充满了这些空间。

科学是科学，请不要把哲学思辨带入到科学中。幻想《霍顿与无名氏》是任何人都能想出来的，这并没有什么了不起，那些兢兢业业做出实际成果，告诉我们宇宙到底是什么样的科学家才值得尊重。