在宏观大视角下,宇宙为什么呈现生物性网络结构特征?

怼链弹经


宇宙的大尺度结构其实更像是纤维状的,或者说像是羽毛,为什么宇宙演化到如今这种形态呢?我们还需要把目光拉到宇宙刚刚诞生的时候。

宇宙创生的时候是一种极高温度、极高密度的状态,宇宙的极速膨胀,物质分布的不是很均匀,不断地膨胀与冷却,引力的作用会将密度高的地方变得越来越高,而密度稀疏的地方会越来越稀疏,这也与大尺度结构上的那些空洞的成因有关系。

引力是编织这种结构的主要原因,有人会问,这与生物的神经元分布感觉在形态上非常的相似呀。

我们来看,宇宙的大尺度结构包含着想象的成分,是根据望远镜观测的资料以及微波背景辐射的研究而推测出宇宙的大尺度结构应该是这样的,但实际上可能会有所偏差。

至于为何会相似,我想无论是生物还是庞大的宇宙大尺度结构,总归都是属于这方宇宙的,都有人类熟知的四大基本力的存在,物理规律都是相同的,所以在宏观与微观上也会产生一些相似度,这没什么惊讶的,就比如在宇宙中,为何星体大都是圆形的一样,因为背后都蕴藏着最本质的自然规律。

个人的浅见,你们有什么要补充说明的嘛?


科幻船坞


更多的展现应该是这样一张对比图吧:

这是几年前《纽约时报》刊登的2张对比照片,左侧是老鼠的脑细胞,右侧是宇宙大尺度结构下的一张局部图。乍一看,这宇宙中星系的互连关系与大脑的神经元之间相互连接,确实还挺像的,这不免引起了很多人的联想,整个宇宙是否与大脑细胞拥有一样的结构?整个宇宙是否就是个超级大脑?

对于类似这样的问题,标题党可能会比较喜欢,但至今也没有那个科学家认为这两者有什么联系,更多的是人们一厢情愿的联想罢了,先说说这个所谓的宇宙宏观大视角,尺度确实很大,原图应该是这样的,

这张图是用计算机模拟出来的,用于研究早期宇宙中的星系与暗物质是如何形成与分布的,最开始的研究是由位于智利的甚大望远镜阵对已知的93个类星体进行了观测,并绘制出这些遥远的类星体的分布情况,主要是用来研究宇宙的演化,特别是早期宇宙的演化情况。

当天文学家在十亿光年的尺度上去观察这些星系分布时,发现它们并不是均匀分布的。后来的科研团队又用超级计算机对100多亿个单位进行模拟,用来追踪宇宙中超过20亿光年的立方区域内物质分布的演变。这项工作足足让位于德国的马克斯普朗克学会的超级计算机忙了一个多月。通过复杂的建模技术应科学家们能够为2千万个左右的星系(这些星系占据了巨大的体积)和超大质量黑洞再现进化史。通过将这些模拟数据与大型观测调查进行比较,我们可以推算真实星系和黑洞形成的物理过程。发现在遥远星系之间的巨大空洞并不空旷,是由一些细丝和团块组成的宇宙网络,这也被称为宇宙大规模结构。

在第一张图中,早期宇宙中的气体物质呈现高温的气泡形式(红色),孕育形成着大型星系,在它们之间则由温度较低的脉络(蓝色或绿色)相连接。而在这张局部图展示的是气体,恒星以及暗物质的分布情况。

至于和大脑神经网络的关系,可以说,没有什么关系,硬要说关系,只能说是有点巧合,就像很多类似的问题,比如,原子的模型为什么和太阳系那么像?或者,为何原子内部与宇宙高度相似?基本都是些没有根据的硬凑的悬念,没有人去真正的研究。


清明的星空


宇宙的结构在大尺度上是均匀的,但在几亿光年的尺度上,星系的分布又是不均匀和趋于成团的,所以宇宙从某种角度来看就是这样类似网络状的存在,这看起来和大脑神经元的分布有些相像。

当宇宙大爆炸发生以后,随着宇宙空间的膨胀,温度逐渐降低,当温度降低到上千度时,电子和核子就能产生原子,在宇宙中相对比较物质密集的区域,在引力作用下就开始坍缩形成各种星系。

就是这样宇宙的膨胀和引力的作用,使得宇宙呈现出网络状的结构,既有物质分布密集的星系,也有空荡荡的空间存在。这种结构看来和生物体内的神经网络具有很大的相似程度。

虽然从宇宙的部分,到神经元,他们之间结构大小有巨大的差异,但主宰宇宙的都是四种力:万有引力,电磁力,强和弱相互作用,这些力作用是物质结构的基础,至于为什么这样相像,目前只能说还是一个迷?

如果我们再把眼光放到星系的尺度,从上图也可以看出,我们头顶的旋儿和星系结构也是有极高的相似程度。

好吧,你身体的终极奥秘,我都告诉你了,赶快开始你的修炼吧。


量子实验室


因为这本质上是个空间优化问题,空间优化问题的求解会有相通之处。

宇宙之所以在宏观尺度下会具有“纤维状”的结构,根据推测是跟宇宙大爆炸初期的引力涨落有关,再加上引力这个东西本来就是强者恒强,聚集在一起的物质会吸引更多的物质,所以现在的宇宙才不是均匀的,而是具有一种在空间内部分点聚集的特征【如下图所示】。

但是物质聚集的过程是缓慢的,比如说两个比较大的质量团之间就会有引力的平衡作用,从而在这两个质量团之间形成这样的“纤维”,而且发展过程基本上遵循的是能量最低原则。

而人大脑中的神经元,实际上是在有限的空间内,用最少的物质诞生尽可能四通八达的神经网络,这也是一个优化问题,所以其空间构型会跟这种基于能量最低原则演化出来的宇宙结构有类似之处。

同样的例子还有黏菌的繁殖。下图就是黏菌如何在挤兑面包屑之间繁殖的,越大的面包屑周围黏菌就聚集的越多,但是两个面包之间也会有黏菌分布【如下图所示】,所以处在中间,最终形成的网络也有类似于宇宙纤维丛的特征。

虽然具体会演变成什么样子跟具体的边界条件有关,但这本质上就是一个基于最优化解的渐进演变过程,所以人脑内神经网络的形状、宇宙物质的分布、黏菌的分布会有类似的地方一点儿都不神秘。


SilentTurbine


我们的宇宙在宏观角度下,更像人类大脑中的神经源。那么是什么导致宇宙成这种形状的呢?这要从138.2亿年前说起,那时候宇宙还是一个奇点,里面都是能量,温度是及其高的,密度又是非常的大。在大爆炸之后,宇宙中到处都是大爆炸残留的宇宙尘埃,因为万有引力的作用,宇宙中的物质开始慢慢靠拢,形成星系,星系也会因为引力而相互吸引,最终就形成了一种类似于“泡沫网状”的结构。

上面这张图里边都是星系组成的类似于神经源一样的结构 。其中中间得那个部分就占了大约3亿光年。中间会是一个巨型黑洞,当然了,黑洞是不会发光,它只会吸收光。我们之所以看到这个“神经源”的中心会发光,是因为在这个“神经源”的周围都是会发光的星系,准确来说,巨型黑洞被无数个星系包裹着。

我们把中间这个大的部分,称为超级星系团。每个小的发光点就是一个星系。那么就有小伙伴要问了,我身在宇宙之中,怎么知道宇宙是什么样子的?其实这个问题我也有过疑惑,后面搞明白了,其实很简单,就像我们身在银河系之中怎么知道银河系是一个盘子一样。大体的都是用哈勃对周边星系进行巡天大体都是用哈勃对周边星系进行巡天,然后把数据拼凑起来,就形成了这样的宇宙。



这没办法,我们身处于宇宙之中,是没有办法观察大体上的宇宙的。也就只能拼凑一下大体上的宇宙了。


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如果视野足够,我们看到的宇宙会像是多空的网状结构,这种结构相级了我们现实生活中的某些物质结构,因此有人认为宇宙在宏观上可能是某种“东西”,比如生物?

下面是宇宙大尺度下的一些结构图样:

有人说这些结构很像人体的神经网络,所以宇宙可能是一个有意识的未知生命。但其实我觉得神经网络仅仅是和宇宙结构类似而已,并不意味着宇宙就真的和人体一样,觉有生命和意识。

除了神经网络,人体骨骼的显微结构如果上色之后,其实也挺像宇宙网络结构的:

还有木材的显微结构,也和宇宙宏观结构有点类似:

所以结构类似,并不代表本质是一样的。其实宇宙形成这种网状多空结构是必然的,因为宇宙大爆炸时物质和能量充斥着整个宇宙空间,之后由于宇宙温度降低才形成了氢原子星云,之后再缩小形成星系。这样的演化就像是在一张薄饼上面局部缩小,然后变得千疮百孔,形成了如今的多空结构。


科学探秘频道


在宏观大视角下,宇宙为什么呈现生物性网络结构特征?

宇宙在更大的范围内结构呈现丝网状结构,与老鼠脑细胞神经元结构有着非常相似的结构,这是数年前纽约时报发表的两张照片对比图,非常有意思!

左边是鼠脑结构神经元照片,右侧是宇宙在上亿光年尺度范围内的结构体现,似乎存在这某种结构上的相似点!那么两者会真的存在某种联系吗?宇宙为什么会呈现这种丝网状的架构而不是规律的公转结构呢?

一、自转、公转是宇宙内普遍的运动吗?

从卫星与行星,从行星与恒星以及恒星与星系之间的关系,都无法脱离自转与公转,这中间自转是天体本身的运动,但在一定范围内可以转换成公转,比如恒星系的尘埃盘运动,最终恒星系的公转继承了尘埃盘的自转!不过无论是星系还是恒星系,都无法脱离一个条件,这就是引力中心!

能作为一个庞大星系引力中心的无疑是一个黑洞,理论上来讲黑洞的质量是可以无限增加的,因此它能HOLD住数千亿甚至更多恒星的运动,使其趋向于规律的螺旋形运动!但事实上黑洞的质量并不能无限增加,即500亿倍后的黑洞吸积盘就极度不稳定,黑洞会失去质量来源导致无法继续长大!

那么有限质量的黑洞能HOLD住的恒星数量也是有限的,即在某一处恒星即使轻微的运动速度也轻易达到逃逸速度,而在更大的范围内,暗物质和暗能量却填充了星系内已经星系之间空间,将宇宙中的各个星系以某种连接关系“绑定”成一个连绵的整体!

暗物质和暗能量分布的对比,两者具有非常相似的分布规律!那么宇宙在更大的范围内,黑洞引力之手无法到达而被某种网状粉笔的暗物质和暗能量控制时,星系的分布趋向与丝网状结构也许是一件必然的事件!

二、两者会有互相联系吗?

大脑神经元结构需要链接整个大脑成一个整体,那么网状结构也是必然,两者的相同结构趋向并不是一种巧合,但两者之间并没有关系,毕竟我们跟网络相关的比互联网或者公路网等都是类似的机构,因为这样效率最高,路径最短以及最能体现经济效益!也许我们将之归纳为最优化的结构,或者称之为必然的结果,但无论认同哪一种,我们都知道不需要无限联想,否则就会掉入自己设置的陷阱!


星辰大海路上的种花家


因为宇宙就像人一样,是一个大型的生命体。宇宙空间所有物质之间具有关联性。

看看看《纽约时报》曾经刊登过的2张照片,左边一张是老鼠的脑细胞图,右边一张是宇宙的全景图。早期宇宙中星系互连关系,和生物大脑神经元相互连接,几乎无法分辨两张图之间的不同,大脑细胞与整个宇宙拥有一样的结构!



所以,就像生物身体内部的各个细胞和器官之间相互关联密不可分一样,宇宙中所有物质其实都是因为某种物理规律产生关联,密不可分。



比如,月亮因为地球引力而绕地球运动,地球因为太阳引力绕太阳运动,太阳系因为银河系中心的引力而绕着银河系运动,银河系又绕着宇宙的某个中心再运动,依次循环下去,谁也离不开谁,缺少了哪一环节,将会造成“蝴蝶效应”的连锁反应。就像身体失去了手脚,或者五脏失去了一脏,细胞失去了细胞核一样,一旦哪一个细微的变动和缺失,整个身体的生态循环也必将遭受破坏。

万事万物都是息息相关的,离不开因果循环。


岛民小云的时空物画


这是一种巧合而已,宇宙大尺度的网络结构状的样子是引力和暗物质共同雕琢的。

现在的宇宙模型里,认为宇宙有一个很重要的特点,就是各向同性(每个方向看起来都差不多),宇宙微波背景辐射也支持这样的观点。

图:宇宙微波背景辐射。

理论认为,大爆炸后极端时间内经历的暴涨,使得物质还没来得及被引力聚集就被快速膨胀的空间拉伸抹平了,这使得整个宇宙在大尺度上看起来确实没有什么异同。


图:宇宙大尺度上的暗物质模型

但随着宇宙的演化,在暗物质的作用下,宇宙各个角落的可见物质就会聚集成堆,称为丝状结构,但整体上还是分布均匀。

图:大尺度的以暗物质为框架的宇宙结构

这里面的每一条丝带或者丝带交汇处,尺度都是上亿光年,都有大量的星系团构成,比如我们本星系群所在的室女座超星系团,在里面还没有一条丝带的宽度的。



图:从地球到室女座超星系团的结构,点开了可查看大图

看了这些图,有的人就想到生物的大脑纤维丝状网络结构,实际上这只能是一种相似,一种巧合,你可以想象的多么生动,但宇宙绝对不是一个大脑,起码造就这些结构的机制都不一样。

图:人体大脑神经纤维示意图


挡不住的熵增


这个宇宙应该的说它是一个系统性的、人体也是一个系统、所以说、你任意的拔下来一根汗毛、整个的身体、就都能感觉到了不舒服、比如说有的人他有风湿病、在没下雨之前她的身体就有了感觉、某些个动物、等等、这些个都是与他的、意识、和念头、都是大有关系的、比如说、念头和意识、它就是一个连接信号的、身体是觉察的、这就是、佛家的经校里面讲的、念头的速度是最快的、比如说你得一个念头就能周边法界了、比如说、你的念头里面想的是、宇宙。宇宙就呈现在了你的脑海里、动物它的念头特别小、身体的敏感的力量就强、这也就说明了、动动的心比人的心清净、贪嗔痴慢、的障碍也小,他为的就是、吃饱了而已、别的就什么都不想了、可是人想的就太多,太复杂了、都被这些个胡思乱想、复杂的心、把他的、感觉、和觉察度、灵敏度、都被这些个复杂的心给糊满了、这也就是说的、贪嗔痴慢的心、全把他给障碍住了、天文学家、他的念头里面、根宇宙的接触量也就是最多的了、当然的是、他了解的也是最多的、比如在佛家的经教面讲的、贪嗔痴慢、人的贪心大、这就是饿鬼道上的、你天天的都在想着贪,那你就是天天的都在想鬼、你天天的都在想鬼、那有没有鬼的道理、所以说、在他死了以后,就变成了饿鬼了、他也就是上了饿鬼道了、他到了那里,那里面是什么都没有、连饭都吃着、而且还有人天天的拿着刀在后面撵着他、时时刻刻的都要有人要杀他、因此上说、这也叫做、刀途、因为畜生是、时时刻刻的都得要有戒备心、它一不小心、或者是就被别的动物把它吃掉了、家禽也是被人杀的、因此上说、这个、血徒、它就是天天的提心吊胆、这就是说的、因果的、反面的作用、 此话来自于大师讲经、因此上说、易筋经有云、人以群分,物以类聚、这些个现象太复杂了、这都是不可思议的。


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