在宏觀大視角下,宇宙為什麼呈現生物性網絡結構特徵?

懟鏈彈經


宇宙的大尺度結構其實更像是纖維狀的,或者說像是羽毛,為什麼宇宙演化到如今這種形態呢?我們還需要把目光拉到宇宙剛剛誕生的時候。

宇宙創生的時候是一種極高溫度、極高密度的狀態,宇宙的極速膨脹,物質分佈的不是很均勻,不斷地膨脹與冷卻,引力的作用會將密度高的地方變得越來越高,而密度稀疏的地方會越來越稀疏,這也與大尺度結構上的那些空洞的成因有關係。

引力是編織這種結構的主要原因,有人會問,這與生物的神經元分佈感覺在形態上非常的相似呀。

我們來看,宇宙的大尺度結構包含著想象的成分,是根據望遠鏡觀測的資料以及微波背景輻射的研究而推測出宇宙的大尺度結構應該是這樣的,但實際上可能會有所偏差。

至於為何會相似,我想無論是生物還是龐大的宇宙大尺度結構,總歸都是屬於這方宇宙的,都有人類熟知的四大基本力的存在,物理規律都是相同的,所以在宏觀與微觀上也會產生一些相似度,這沒什麼驚訝的,就比如在宇宙中,為何星體大都是圓形的一樣,因為背後都蘊藏著最本質的自然規律。

個人的淺見,你們有什麼要補充說明的嘛?


科幻船塢


更多的展現應該是這樣一張對比圖吧:

這是幾年前《紐約時報》刊登的2張對比照片,左側是老鼠的腦細胞,右側是宇宙大尺度結構下的一張局部圖。乍一看,這宇宙中星系的互連關係與大腦的神經元之間相互連接,確實還挺像的,這不免引起了很多人的聯想,整個宇宙是否與大腦細胞擁有一樣的結構?整個宇宙是否就是個超級大腦?

對於類似這樣的問題,標題黨可能會比較喜歡,但至今也沒有那個科學家認為這兩者有什麼聯繫,更多的是人們一廂情願的聯想罷了,先說說這個所謂的宇宙宏觀大視角,尺度確實很大,原圖應該是這樣的,

這張圖是用計算機模擬出來的,用於研究早期宇宙中的星系與暗物質是如何形成與分佈的,最開始的研究是由位於智利的甚大望遠鏡陣對已知的93個類星體進行了觀測,並繪製出這些遙遠的類星體的分佈情況,主要是用來研究宇宙的演化,特別是早期宇宙的演化情況。

當天文學家在十億光年的尺度上去觀察這些星系分佈時,發現它們並不是均勻分佈的。後來的科研團隊又用超級計算機對100多億個單位進行模擬,用來追蹤宇宙中超過20億光年的立方區域內物質分佈的演變。這項工作足足讓位於德國的馬克斯普朗克學會的超級計算機忙了一個多月。通過複雜的建模技術應科學家們能夠為2千萬個左右的星系(這些星系佔據了巨大的體積)和超大質量黑洞再現進化史。通過將這些模擬數據與大型觀測調查進行比較,我們可以推算真實星系和黑洞形成的物理過程。發現在遙遠星系之間的巨大空洞並不空曠,是由一些細絲和團塊組成的宇宙網絡,這也被稱為宇宙大規模結構。

在第一張圖中,早期宇宙中的氣體物質呈現高溫的氣泡形式(紅色),孕育形成著大型星系,在它們之間則由溫度較低的脈絡(藍色或綠色)相連接。而在這張局部圖展示的是氣體,恆星以及暗物質的分佈情況。

至於和大腦神經網絡的關係,可以說,沒有什麼關係,硬要說關係,只能說是有點巧合,就像很多類似的問題,比如,原子的模型為什麼和太陽系那麼像?或者,為何原子內部與宇宙高度相似?基本都是些沒有根據的硬湊的懸念,沒有人去真正的研究。


清明的星空


宇宙的結構在大尺度上是均勻的,但在幾億光年的尺度上,星系的分佈又是不均勻和趨於成團的,所以宇宙從某種角度來看就是這樣類似網絡狀的存在,這看起來和大腦神經元的分佈有些相像。

當宇宙大爆炸發生以後,隨著宇宙空間的膨脹,溫度逐漸降低,當溫度降低到上千度時,電子和核子就能產生原子,在宇宙中相對比較物質密集的區域,在引力作用下就開始坍縮形成各種星系。

就是這樣宇宙的膨脹和引力的作用,使得宇宙呈現出網絡狀的結構,既有物質分佈密集的星系,也有空蕩蕩的空間存在。這種結構看來和生物體內的神經網絡具有很大的相似程度。

雖然從宇宙的部分,到神經元,他們之間結構大小有巨大的差異,但主宰宇宙的都是四種力:萬有引力,電磁力,強和弱相互作用,這些力作用是物質結構的基礎,至於為什麼這樣相像,目前只能說還是一個迷?

如果我們再把眼光放到星系的尺度,從上圖也可以看出,我們頭頂的旋兒和星系結構也是有極高的相似程度。

好吧,你身體的終極奧秘,我都告訴你了,趕快開始你的修煉吧。


量子實驗室


因為這本質上是個空間優化問題,空間優化問題的求解會有相通之處。

宇宙之所以在宏觀尺度下會具有“纖維狀”的結構,根據推測是跟宇宙大爆炸初期的引力漲落有關,再加上引力這個東西本來就是強者恆強,聚集在一起的物質會吸引更多的物質,所以現在的宇宙才不是均勻的,而是具有一種在空間內部分點聚集的特徵【如下圖所示】。

但是物質聚集的過程是緩慢的,比如說兩個比較大的質量團之間就會有引力的平衡作用,從而在這兩個質量團之間形成這樣的“纖維”,而且發展過程基本上遵循的是能量最低原則。

而人大腦中的神經元,實際上是在有限的空間內,用最少的物質誕生儘可能四通八達的神經網絡,這也是一個優化問題,所以其空間構型會跟這種基於能量最低原則演化出來的宇宙結構有類似之處。

同樣的例子還有黏菌的繁殖。下圖就是黏菌如何在擠兌麵包屑之間繁殖的,越大的麵包屑周圍黏菌就聚集的越多,但是兩個麵包之間也會有黏菌分佈【如下圖所示】,所以處在中間,最終形成的網絡也有類似於宇宙纖維叢的特徵。

雖然具體會演變成什麼樣子跟具體的邊界條件有關,但這本質上就是一個基於最優化解的漸進演變過程,所以人腦內神經網絡的形狀、宇宙物質的分佈、黏菌的分佈會有類似的地方一點兒都不神秘。


SilentTurbine


我們的宇宙在宏觀角度下,更像人類大腦中的神經源。那麼是什麼導致宇宙成這種形狀的呢?這要從138.2億年前說起,那時候宇宙還是一個奇點,裡面都是能量,溫度是及其高的,密度又是非常的大。在大爆炸之後,宇宙中到處都是大爆炸殘留的宇宙塵埃,因為萬有引力的作用,宇宙中的物質開始慢慢靠攏,形成星系,星系也會因為引力而相互吸引,最終就形成了一種類似於“泡沫網狀”的結構。

上面這張圖裡邊都是星系組成的類似於神經源一樣的結構 。其中中間得那個部分就佔了大約3億光年。中間會是一個巨型黑洞,當然了,黑洞是不會發光,它只會吸收光。我們之所以看到這個“神經源”的中心會發光,是因為在這個“神經源”的周圍都是會發光的星系,準確來說,巨型黑洞被無數個星系包裹著。

我們把中間這個大的部分,稱為超級星系團。每個小的發光點就是一個星系。那麼就有小夥伴要問了,我身在宇宙之中,怎麼知道宇宙是什麼樣子的?其實這個問題我也有過疑惑,後面搞明白了,其實很簡單,就像我們身在銀河系之中怎麼知道銀河系是一個盤子一樣。大體的都是用哈勃對周邊星系進行巡天大體都是用哈勃對周邊星系進行巡天,然後把數據拼湊起來,就形成了這樣的宇宙。



這沒辦法,我們身處於宇宙之中,是沒有辦法觀察大體上的宇宙的。也就只能拼湊一下大體上的宇宙了。


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如果視野足夠,我們看到的宇宙會像是多空的網狀結構,這種結構相級了我們現實生活中的某些物質結構,因此有人認為宇宙在宏觀上可能是某種“東西”,比如生物?

下面是宇宙大尺度下的一些結構圖樣:

有人說這些結構很像人體的神經網絡,所以宇宙可能是一個有意識的未知生命。但其實我覺得神經網絡僅僅是和宇宙結構類似而已,並不意味著宇宙就真的和人體一樣,覺有生命和意識。

除了神經網絡,人體骨骼的顯微結構如果上色之後,其實也挺像宇宙網絡結構的:

還有木材的顯微結構,也和宇宙宏觀結構有點類似:

所以結構類似,並不代表本質是一樣的。其實宇宙形成這種網狀多空結構是必然的,因為宇宙大爆炸時物質和能量充斥著整個宇宙空間,之後由於宇宙溫度降低才形成了氫原子星雲,之後再縮小形成星系。這樣的演化就像是在一張薄餅上面局部縮小,然後變得千瘡百孔,形成了如今的多空結構。


科學探秘頻道


在宏觀大視角下,宇宙為什麼呈現生物性網絡結構特徵?

宇宙在更大的範圍內結構呈現絲網狀結構,與老鼠腦細胞神經元結構有著非常相似的結構,這是數年前紐約時報發表的兩張照片對比圖,非常有意思!

左邊是鼠腦結構神經元照片,右側是宇宙在上億光年尺度範圍內的結構體現,似乎存在這某種結構上的相似點!那麼兩者會真的存在某種聯繫嗎?宇宙為什麼會呈現這種絲網狀的架構而不是規律的公轉結構呢?

一、自轉、公轉是宇宙內普遍的運動嗎?

從衛星與行星,從行星與恆星以及恆星與星系之間的關係,都無法脫離自轉與公轉,這中間自轉是天體本身的運動,但在一定範圍內可以轉換成公轉,比如恆星系的塵埃盤運動,最終恆星系的公轉繼承了塵埃盤的自轉!不過無論是星系還是恆星系,都無法脫離一個條件,這就是引力中心!

能作為一個龐大星系引力中心的無疑是一個黑洞,理論上來講黑洞的質量是可以無限增加的,因此它能HOLD住數千億甚至更多恆星的運動,使其趨向於規律的螺旋形運動!但事實上黑洞的質量並不能無限增加,即500億倍後的黑洞吸積盤就極度不穩定,黑洞會失去質量來源導致無法繼續長大!

那麼有限質量的黑洞能HOLD住的恆星數量也是有限的,即在某一處恆星即使輕微的運動速度也輕易達到逃逸速度,而在更大的範圍內,暗物質和暗能量卻填充了星系內已經星系之間空間,將宇宙中的各個星系以某種連接關係“綁定”成一個連綿的整體!

暗物質和暗能量分佈的對比,兩者具有非常相似的分佈規律!那麼宇宙在更大的範圍內,黑洞引力之手無法到達而被某種網狀粉筆的暗物質和暗能量控制時,星系的分佈趨向與絲網狀結構也許是一件必然的事件!

二、兩者會有互相聯繫嗎?

大腦神經元結構需要鏈接整個大腦成一個整體,那麼網狀結構也是必然,兩者的相同結構趨向並不是一種巧合,但兩者之間並沒有關係,畢竟我們跟網絡相關的比互聯網或者公路網等都是類似的機構,因為這樣效率最高,路徑最短以及最能體現經濟效益!也許我們將之歸納為最優化的結構,或者稱之為必然的結果,但無論認同哪一種,我們都知道不需要無限聯想,否則就會掉入自己設置的陷阱!


星辰大海路上的種花家


因為宇宙就像人一樣,是一個大型的生命體。宇宙空間所有物質之間具有關聯性。

看看看《紐約時報》曾經刊登過的2張照片,左邊一張是老鼠的腦細胞圖,右邊一張是宇宙的全景圖。早期宇宙中星系互連關係,和生物大腦神經元相互連接,幾乎無法分辨兩張圖之間的不同,大腦細胞與整個宇宙擁有一樣的結構!



所以,就像生物身體內部的各個細胞和器官之間相互關聯密不可分一樣,宇宙中所有物質其實都是因為某種物理規律產生關聯,密不可分。



比如,月亮因為地球引力而繞地球運動,地球因為太陽引力繞太陽運動,太陽系因為銀河系中心的引力而繞著銀河系運動,銀河系又繞著宇宙的某個中心再運動,依次循環下去,誰也離不開誰,缺少了哪一環節,將會造成“蝴蝶效應”的連鎖反應。就像身體失去了手腳,或者五臟失去了一髒,細胞失去了細胞核一樣,一旦哪一個細微的變動和缺失,整個身體的生態循環也必將遭受破壞。

萬事萬物都是息息相關的,離不開因果循環。


島民小云的時空物畫


這是一種巧合而已,宇宙大尺度的網絡結構狀的樣子是引力和暗物質共同雕琢的。

現在的宇宙模型裡,認為宇宙有一個很重要的特點,就是各向同性(每個方向看起來都差不多),宇宙微波背景輻射也支持這樣的觀點。

圖:宇宙微波背景輻射。

理論認為,大爆炸後極端時間內經歷的暴漲,使得物質還沒來得及被引力聚集就被快速膨脹的空間拉伸抹平了,這使得整個宇宙在大尺度上看起來確實沒有什麼異同。


圖:宇宙大尺度上的暗物質模型

但隨著宇宙的演化,在暗物質的作用下,宇宙各個角落的可見物質就會聚集成堆,稱為絲狀結構,但整體上還是分佈均勻。

圖:大尺度的以暗物質為框架的宇宙結構

這裡面的每一條絲帶或者絲帶交匯處,尺度都是上億光年,都有大量的星系團構成,比如我們本星系群所在的室女座超星系團,在裡面還沒有一條絲帶的寬度的。



圖:從地球到室女座超星系團的結構,點開了可查看大圖

看了這些圖,有的人就想到生物的大腦纖維絲狀網絡結構,實際上這隻能是一種相似,一種巧合,你可以想象的多麼生動,但宇宙絕對不是一個大腦,起碼造就這些結構的機制都不一樣。

圖:人體大腦神經纖維示意圖


擋不住的熵增


這個宇宙應該的說它是一個系統性的、人體也是一個系統、所以說、你任意的拔下來一根汗毛、整個的身體、就都能感覺到了不舒服、比如說有的人他有風溼病、在沒下雨之前她的身體就有了感覺、某些個動物、等等、這些個都是與他的、意識、和念頭、都是大有關係的、比如說、念頭和意識、它就是一個連接信號的、身體是覺察的、這就是、佛家的經校裡面講的、念頭的速度是最快的、比如說你得一個念頭就能周邊法界了、比如說、你的念頭裡面想的是、宇宙。宇宙就呈現在了你的腦海裡、動物它的念頭特別小、身體的敏感的力量就強、這也就說明了、動動的心比人的心清淨、貪嗔痴慢、的障礙也小,他為的就是、吃飽了而已、別的就什麼都不想了、可是人想的就太多,太複雜了、都被這些個胡思亂想、複雜的心、把他的、感覺、和覺察度、靈敏度、都被這些個複雜的心給糊滿了、這也就是說的、貪嗔痴慢的心、全把他給障礙住了、天文學家、他的念頭裡面、根宇宙的接觸量也就是最多的了、當然的是、他了解的也是最多的、比如在佛家的經教面講的、貪嗔痴慢、人的貪心大、這就是餓鬼道上的、你天天的都在想著貪,那你就是天天的都在想鬼、你天天的都在想鬼、那有沒有鬼的道理、所以說、在他死了以後,就變成了餓鬼了、他也就是上了餓鬼道了、他到了那裡,那裡面是什麼都沒有、連飯都吃著、而且還有人天天的拿著刀在後面攆著他、時時刻刻的都要有人要殺他、因此上說、這也叫做、刀途、因為畜生是、時時刻刻的都得要有戒備心、它一不小心、或者是就被別的動物把它吃掉了、家禽也是被人殺的、因此上說、這個、血徒、它就是天天的提心吊膽、這就是說的、因果的、反面的作用、 此話來自於大師講經、因此上說、易筋經有云、人以群分,物以類聚、這些個現象太複雜了、這都是不可思議的。


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