宇宙的最終命運(yùn)是什么?:答:人類(lèi)目前對(duì)宇宙的認(rèn)知很有限,無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)言宇宙的未來(lái)。目前解釋宇宙起源和演化最好的理論,就是宇宙大爆炸理論,根據(jù)該理論:-宇宙
答:人類(lèi)目前對(duì)宇宙的認(rèn)知很有限,無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)言宇宙的未來(lái)。目前解釋宇宙起源和演化最好的理論,就是宇宙大爆炸理論,根據(jù)該理論的宇宙模型,我們宇宙可能有三種結(jié)局。
根據(jù)宇宙大爆炸理論,在130多億年前,我們宇宙誕生于一次暴漲,宇宙從一個(gè)半徑無(wú)窮小的奇點(diǎn),膨脹成現(xiàn)今的宇宙,甚至在可觀測(cè)宇宙外的光線,還沒(méi)有足夠時(shí)間到達(dá)地球。
根據(jù)當(dāng)前的天文觀測(cè)數(shù)據(jù),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙正以67.8(km/s)/Mpc的速度膨脹,而且處于加速膨脹過(guò)程中,如果宇宙一直膨脹下去,最后星系與星系之間的退行速度也會(huì)超過(guò)光速。
到那時(shí)候,宇宙將進(jìn)入熱寂狀態(tài),氫元素被消耗殆盡,所有恒星都將熄滅,一切星系崩潰瓦解,宇宙的熵達(dá)到最大,人類(lèi)也不復(fù)存在。
目前天文學(xué)關(guān)于宇宙膨脹的原因,解釋為暗能量的作用;宇宙又會(huì)因?yàn)槿f(wàn)有引力作用,導(dǎo)致物質(zhì)聚集在一起,所以宇宙質(zhì)量和能量的作用是相反的。
宇宙最終會(huì)趨于無(wú)限膨脹,還是膨脹到一個(gè)點(diǎn)后又塌縮,取決于宇宙質(zhì)量和暗能量到底誰(shuí)起主導(dǎo)作用,如果質(zhì)量起主導(dǎo)作用,那么宇宙終有一天會(huì)轉(zhuǎn)化為大塌縮,最后回到宇宙大爆炸初的狀態(tài)。
如果宇宙質(zhì)量和暗能量的作用相當(dāng),那么宇宙的膨脹速度會(huì)越來(lái)越慢,并無(wú)限趨近于零,但不會(huì)塌縮,這時(shí)候就處于臨界值。
不過(guò)臨界值的狀態(tài)是不穩(wěn)定的,就像倒立的針一樣,稍受擾動(dòng)就會(huì)打破平衡。現(xiàn)在暗能量還是天文學(xué)的一大謎團(tuán),宇宙最終會(huì)是什么狀態(tài),當(dāng)前天文學(xué)無(wú)法精確預(yù)言。
好啦!我的內(nèi)容就到這里,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯!
愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò),宇宙很可能是一直處于毀滅和創(chuàng)生的過(guò)程。
早期的宇宙是由一個(gè)密度無(wú)窮大,體積無(wú)限小奇點(diǎn)爆炸而來(lái),這是早期推論,現(xiàn)如今,通過(guò)宇宙微波背景輻射和宇宙紅移現(xiàn)象,至少可以確定,宇宙曾經(jīng)確實(shí)發(fā)生過(guò)大爆炸。
現(xiàn)如今,宇宙直徑推測(cè)可達(dá)到920億光年,這是膨脹宇宙的直徑,現(xiàn)在的宇宙,各大型星系之間大部分都在互相遠(yuǎn)離。
但是根據(jù)研究表明,宇宙膨脹的速度在下降,相比于爆炸初期以光速膨脹的速度比較,現(xiàn)在可以說(shuō)是蝸牛般了。也就是說(shuō),宇宙不可能一直無(wú)限膨脹下去。
月球圍繞地球參與運(yùn)作,地球圍繞太陽(yáng)參與運(yùn)作,而太陽(yáng)系圍繞銀河系參與運(yùn)作,銀河系所有物質(zhì)圍繞中心黑洞人馬座A運(yùn)動(dòng)。整個(gè)銀河系又是屬于本超星系團(tuán)的一部分。
那么,是什么力量讓物質(zhì)有如此規(guī)律呢?就是萬(wàn)有引力,大引力點(diǎn)主導(dǎo)運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)系以太陽(yáng)大引力點(diǎn)為中心,而整個(gè)銀河系小星系以中心引力強(qiáng)悍的黑洞為中心。
漩渦形態(tài)的運(yùn)動(dòng)向星系中心黑洞靠近,研究同樣表明,每個(gè)大型星系中心幾乎都有大型黑洞的存在,并且星系內(nèi)物質(zhì)都有向其靠近的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
隨著宇宙膨脹停止,收縮也開(kāi)始了,首先就是黑洞吞噬一切物質(zhì),形成以黑洞為主導(dǎo)的宇宙,同時(shí),各黑洞之間在引力作用下相互靠近形成黑洞星系,再融合成更大黑洞。隨著不斷整合,宇宙所有物質(zhì)再次向奇點(diǎn)壓縮,在壓力達(dá)到某個(gè)極點(diǎn)時(shí),再次爆炸,新宇宙誕生。
這就是宇宙的的毀滅于創(chuàng)生,周而復(fù)始。
對(duì)于宇宙的最終命運(yùn)是什么呢之話題,我個(gè)人觀點(diǎn)認(rèn)為,宇宙是不存在著所謂的最終命運(yùn)之現(xiàn)象的。為什么會(huì)這樣說(shuō)呢?因?yàn)椋钪媸强陀^存在的無(wú)邊無(wú)際的自然天體,是由無(wú)限空間數(shù)之不盡的恒星及其恒星系所構(gòu)成,無(wú)限恒星及其恒星系是組成宇宙物質(zhì)的單元結(jié)構(gòu),是宇宙空間物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的“細(xì)胞”單元,數(shù)之不盡的恒星系都能進(jìn)行著各自的物質(zhì)周期循環(huán)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)恒星及其恒星系的周期性輪回,實(shí)現(xiàn)恒星及其恒星系的周期再生再再生的無(wú)限循環(huán),共同來(lái)支撐著無(wú)邊無(wú)際宇宙的恒存。這個(gè)過(guò)程,宇宙之中所有的恒星及其恒星系,都遵循著物質(zhì)周期循環(huán)運(yùn)動(dòng)的游戲規(guī)則,按照由有機(jī)物質(zhì)向無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)變,而無(wú)機(jī)物又能回歸到有機(jī)物的轉(zhuǎn)變手段之無(wú)限循環(huán)的輪回再輪回的表現(xiàn)過(guò)程,都是同一樣的物質(zhì)周期循環(huán),都是同一樣的物質(zhì)結(jié)構(gòu),都是同一樣的周期發(fā)展變化規(guī)律,共同來(lái)構(gòu)成宇宙細(xì)胞無(wú)限輪回與再生,支撐著無(wú)邊無(wú)際宇宙的永久存在。由此可見(jiàn),宇宙是永恒客觀存在的,是不存在最終命運(yùn)如何的問(wèn)題。不知這樣的回答是否準(zhǔn)確?!如讀者閱后覺(jué)得我說(shuō)的對(duì),希給個(gè)點(diǎn)贊并關(guān)注我,歡迎大家加入相關(guān)討論和學(xué)習(xí)。宇明于東莞市。(注:原創(chuàng)作品,版權(quán)所有,抄襲必究。)
我們今天談到的是最遙遠(yuǎn)的未來(lái)——宇宙的終結(jié)。這不僅是我們知道的所有生命的終結(jié),也是曾經(jīng)存在過(guò)一切的終結(jié)。不再有物質(zhì),不再有光,不再有粒子,不再有任何東西。這是一個(gè)令人痛心的現(xiàn)實(shí)。
太陽(yáng)的亮度每十億年增加6%。在未來(lái)的10億年里,我們的星球很可能不適合生命生存。時(shí)間快進(jìn)60億年,你腳下的地面會(huì)完全蒸發(fā)掉。這只是未來(lái)地球的命運(yùn)……宇宙的最終命運(yùn)是一件令人難以琢磨的事情,那么這一切的最終結(jié)果是什么呢?科學(xué)不是決定性的,宇宙可能是無(wú)限的,永遠(yuǎn)不會(huì)結(jié)束,它現(xiàn)在也可能從未開(kāi)始,一直如此。它也可能是周期性的等等……
多年來(lái),我們的物理學(xué)家通過(guò)現(xiàn)有理論提出了一些想法,并為這場(chǎng)巨大的宇宙災(zāi)難提出了更多的可能。一些科學(xué)家和天文專(zhuān)家相信,我們能夠在這場(chǎng)世界末日中幸存下來(lái),前往向另一個(gè)宇宙或另一個(gè)維度。這里有幾個(gè)理論,你更傾向于哪一個(gè)呢?
開(kāi)始緊縮(也就是大緊縮)
“大緊縮”可能是“大爆炸”的一個(gè)結(jié)果。如果宇宙的膨脹開(kāi)始變得緩慢或者停止膨脹,這種宇宙模式就很可能已經(jīng)開(kāi)始。
加來(lái)道雄(世界著名天體物理學(xué)家,美籍)談到這件事的時(shí)候討論暗物質(zhì)以及他對(duì)宇宙最終命運(yùn)的看法。所有物質(zhì)和粒子在一起,形成奇點(diǎn),最后大爆炸,這可能是宇宙在大爆炸發(fā)生時(shí)所處的狀態(tài)。這樣的事件可能是宇宙周期性重復(fù)的證據(jù)。天體物理學(xué)家和其他科學(xué)家稱這種循環(huán)為共形循環(huán)宇宙學(xué)。一旦一個(gè)宇宙崩潰,它就會(huì)再生一個(gè)新的宇宙。
大凍結(jié)
另一種流行的宇宙終結(jié)理論依賴于熱力學(xué)定律,同時(shí)也深度依靠暗能量的本質(zhì)。宇宙的大凍結(jié)或相反的極熱情況也可能是宇宙的最終命運(yùn)。如果宇宙繼續(xù)不斷的膨脹,有幾件事會(huì)發(fā)生,首先星系和它們里面的所有恒星和行星都會(huì)被拉得更遠(yuǎn)。在遙遠(yuǎn)的未來(lái),未知文明可能會(huì)仰望夜空,但是什么也看不到,因?yàn)樾行桥c恒星彼此之間的距離太遠(yuǎn)了,任何光都無(wú)法觸摸到它們。
最終,所有的恒星都會(huì)被推得如此之遠(yuǎn),以至于沒(méi)有更多的爆炸性反應(yīng)星塵來(lái)制造未來(lái)的恒星和天體。宇宙中的所有光芒會(huì)熄滅,它們?cè)诹疗饋?lái)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。時(shí)間飛逝而過(guò),沒(méi)有任何時(shí)鐘來(lái)描述這最后的日子。如此寒冷的宇宙,將接近絕對(duì)零度。一旦達(dá)到這個(gè)狀態(tài),所有的運(yùn)動(dòng)就停止了。在絕對(duì)零度的時(shí)候沒(méi)有任何存在,也沒(méi)有能量。在這一點(diǎn)上,宇宙已經(jīng)達(dá)到了最大的熵狀態(tài)……
進(jìn)一步講,宇宙學(xué)家會(huì)從我們宇宙的幾何形狀來(lái)考慮,雖然宇宙存在無(wú)限可能,但是目前結(jié)合數(shù)據(jù)只有這三種圖形:
如果宇宙中的密度大于臨界密度,那么就會(huì)有一個(gè)球狀宇宙(Omega>1)。如果它小于臨界密度,那么就會(huì)有一個(gè)馬鞍狀的宇宙(Omega<1)。在第三種情況下,如果宇宙中的密度等于臨界密度,那么就會(huì)有一個(gè)平坦的宇宙(Omega=1)。現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了封閉的宇宙(大于臨界密度)、開(kāi)放的宇宙(小于臨界密度)和扁平的宇宙(等于臨界密度)是什么樣子的,我們可以繼續(xù)深入談?wù)撛诿糠N情況中我們宇宙的最終命運(yùn)。
首先是封閉的宇宙:
在封閉宇宙會(huì)有一個(gè)缺乏暗能量的排斥效應(yīng)。因此,重力會(huì)阻止宇宙的膨脹,然后宇宙就會(huì)開(kāi)始收縮,直到所有的物質(zhì)都聚集在一點(diǎn)。這最終會(huì)導(dǎo)致形成奇點(diǎn)或進(jìn)入“大收縮”的過(guò)程。然而如果存在大量的暗能量,那么宇宙也可以永遠(yuǎn)膨脹,即使密度大于臨界密度。
第二是開(kāi)放的馬鞍式宇宙:
宇宙會(huì)以大凍結(jié)的形式終結(jié),但是熵不應(yīng)減少,否則宇宙將處于最大無(wú)序狀態(tài),這是一個(gè)你不想去的地方。因此,由于熵是最大的,不能進(jìn)一步增加,所有的能量都均勻地分布在整個(gè)宇宙中。大凍結(jié)與宇宙溫度會(huì)達(dá)到絕對(duì)零度,一顆恒星需要1100萬(wàn)億年的時(shí)間才能形成。最終只會(huì)有黑洞,而黑洞也會(huì)消失。
最后的形狀是扁平的宇宙:
在扁平宇宙里,由于缺乏暗能量和無(wú)限膨脹的宇宙,它有著與開(kāi)放宇宙相同的結(jié)果。當(dāng)然,也有多元宇宙理論,其中可能有多個(gè)宇宙,當(dāng)其他宇宙不斷涌現(xiàn)時(shí),宇宙可能不會(huì)有真正的終結(jié)。當(dāng)然,這可能是一個(gè)很難證明的說(shuō)法,因?yàn)槲覀冞沒(méi)有完全了解宇宙。
宇宙存在無(wú)限種可能,對(duì)于宇宙我們?nèi)祟?lèi)還了解甚少,但是作為地球上具有無(wú)限想象力的生命,我們還是想要深入了解一下,哪怕我們的猜想在宇宙的億萬(wàn)年歲月中只是一粒微不足道塵埃。兔小編為了照顧大家的閱讀能力,采用了總分的形式,先開(kāi)門(mén)見(jiàn)山為大家說(shuō)明結(jié)局,之后利用宇宙可能的形狀為大家進(jìn)一步剖析這樣結(jié)局的可能性。希望大家能有所收獲。
如果你喜歡天文天體和美麗的宇宙,也請(qǐng)關(guān)注兔小編宇宙與科學(xué)哦。以上內(nèi)容摘自宇宙與科學(xué)原創(chuàng)文章
宇宙最終的命運(yùn)會(huì)是什么?說(shuō)實(shí)話,我一直堅(jiān)定地認(rèn)為,宇宙也好,宇宙間的萬(wàn)物也好,都會(huì)有滅亡的那一天。
宇宙的終極命運(yùn)是物理學(xué)史中的一個(gè)重要的議題,許多的科學(xué)家都試圖對(duì)宇宙的命運(yùn)做出一個(gè)預(yù)測(cè),以及包括時(shí)間有限和無(wú)限的爭(zhēng)論。在宇宙大爆炸理論被廣泛接受之后,有關(guān)宇宙的終極命運(yùn),無(wú)非就是最終會(huì)收縮成為最初的奇點(diǎn)亦或是一直膨脹下去。
現(xiàn)代的科學(xué)廣泛認(rèn)為,我們的宇宙誕生于一場(chǎng)大爆炸,在大爆炸之前,宇宙不存在,時(shí)間空間不存在,萬(wàn)事萬(wàn)物也不存在。大爆炸之前的宇宙是一個(gè)體積無(wú)限小,密度無(wú)限大的奇點(diǎn),然后在137億年前的某個(gè)時(shí)刻,奇點(diǎn)突然爆炸,隨后就是急劇膨脹,形成了我們的宇宙,直到今天,宇宙還在一直膨脹,而且速度是越來(lái)越快。
早期的一些科學(xué)來(lái)家,包括愛(ài)因斯坦,都認(rèn)為宇宙是恒定不變的,愛(ài)因斯坦認(rèn)為宇宙就應(yīng)該是恒久不變的,但是后來(lái)他發(fā)現(xiàn)自己的理論不支持一個(gè)恒定不變的宇宙,于是想方設(shè)法為自己的方程加上一個(gè)宇宙常數(shù),以維持宇宙是恒定的這樣一個(gè)狀態(tài)。不過(guò)后來(lái)的事我們都知道了,哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙是膨脹的,愛(ài)因斯坦也只好承認(rèn)宇宙是變化的了。
1998年,兩個(gè)天文小組的成員發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹,而這一切的幕后推手就是“暗物質(zhì)”,暗物質(zhì)雖然還沒(méi)有被觀測(cè)到,但是科學(xué)家認(rèn)為那是遲早的事,暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙的絕大部分質(zhì)量,也就是說(shuō)暗物質(zhì)支配著宇宙的終極命運(yùn)。暗物質(zhì)在星系形成中的作用是很大的,在一個(gè)星系中,如果沒(méi)有暗物質(zhì)的參與,星系很快就會(huì)分崩離析,而在暗物質(zhì)的引力作用下,星系就會(huì)凝聚成一體,得以長(zhǎng)期運(yùn)行。
答案是不好說(shuō),但毀滅的可能性是比較大的,我們從熱寂學(xué)的角度來(lái)看,宇宙如果是一個(gè)孤立的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)會(huì)隨著時(shí)間的流逝,逐步從有序變?yōu)闊o(wú)序,
這種現(xiàn)象就是所謂的熵增,當(dāng)宇宙的熵達(dá)到最大值的時(shí)候,宇宙會(huì)進(jìn)入熱寂狀態(tài),這個(gè)時(shí)候生命早已不存在了。
其次說(shuō)說(shuō)什么是熵,舉個(gè)例子好了,假如一間特別漂亮和干凈的房子,這間房子在無(wú)外力干涉的條件下,只會(huì)越來(lái)越臟越來(lái)越亂。
等到這間房子達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)的時(shí)候,它就會(huì)徹底倒塌毀滅,那么宇宙的命運(yùn)可能就像這間房子一樣,會(huì)在某一天達(dá)到毀滅的臨界點(diǎn)。
那么根據(jù)熱寂學(xué)的理論,科學(xué)家們進(jìn)行了一次估算,宇宙大概會(huì)在10的14次方年之后,不再會(huì)有新的恒星誕生,這個(gè)時(shí)候所有的恒星走向走向毀滅。
然后宇宙在10的40次方之后,幾乎不存在任何的物質(zhì),這個(gè)時(shí)候僅存的天體只有黑洞,但黑洞也逃脫不了毀滅的命運(yùn)。
大多數(shù)的黑洞會(huì)在10的100次方年之后蒸發(fā)完畢,至于那些超大質(zhì)量的黑洞,則會(huì)在10的150次方年之后消失。
最后大概在10的1000次方年之后,宇宙徹底進(jìn)入熱寂狀態(tài),但宇宙是否會(huì)永遠(yuǎn)停留在這個(gè)狀態(tài)當(dāng)中,這一點(diǎn)還不好說(shuō),總之這個(gè)時(shí)候人類(lèi)早就沒(méi)了....
宇宙最終命運(yùn)?八個(gè)字吧:生生死死,周而復(fù)始。
并且,現(xiàn)在的宇宙可能是第幾屆或幾十屆宇宙了,然后這屆宇宙碰巧誕生了我們地球人類(lèi),又誕生這屆高素質(zhì)網(wǎng)友,提出了宇宙最終命運(yùn)的終極命題。
開(kāi)個(gè)玩笑。
其實(shí)這是個(gè)包裹著科學(xué)外衣的哲學(xué)問(wèn)題。
1、宇宙起源。目前學(xué)術(shù)界基本公認(rèn)我們的宇宙始于137億年前的一場(chǎng)奇點(diǎn)大爆炸。奇點(diǎn)是一個(gè)密度無(wú)限大,體積無(wú)限小,溫度無(wú)限高的點(diǎn),奇點(diǎn)大爆炸后極短時(shí)間(普朗克時(shí)間)夸克質(zhì)子中子原子形成,然后由氫氦等輕元素逐漸通過(guò)核聚變等形成恒星及鐵以下重元素,再通過(guò)超新星爆發(fā)等形成更重元素(感興趣者可看下我之前關(guān)于宇宙重元素形成的回答)。一個(gè)"虛無(wú)"的點(diǎn),從無(wú)到有,從有到多,形成了星云星系恒星行星各種星際物質(zhì),以及智慧生命??
如果把形成奇點(diǎn)的那個(gè)宇宙規(guī)律稱之為"道",奇點(diǎn)為一,不正是契合:道生一,一生二,二生三,三生萬(wàn)物么。
難理解嗎?想想?yún)⑻齑髽?shù)始于微小的種子,1米8的大人始于肉眼看不到受精卵。我們都是宇宙產(chǎn)物,自然也遵循這個(gè)規(guī)律而已。
2、宇宙歸宿假設(shè)。現(xiàn)在的理論和觀測(cè)都支持奇點(diǎn)大爆炸后宇宙一直在膨脹,所有星系正在彼此飛速遠(yuǎn)離。宇宙歸宿有三種假設(shè):熱寂、冷寂和循環(huán)。
熱寂是根據(jù)熱力學(xué)的熵增原理,認(rèn)為宇宙萬(wàn)物會(huì)越來(lái)越無(wú)序,所有事物最終會(huì)變得一模一樣異常簡(jiǎn)單而歸于滅亡。但觀測(cè)表明宇宙是從無(wú)序到有序,進(jìn)化的從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。這個(gè)理論最受質(zhì)疑。
冷寂認(rèn)為因?yàn)橛钪嬉恢痹谂蛎洠窍抵g將越來(lái)越空曠,所有恒星熱核反映都終止后,宇宙中充滿恒星死亡的殘。ㄖ凶有恰⒑诎、黑洞等),宇宙越來(lái)越趨于絕對(duì)零度,將在寒冷中死去。
循環(huán)說(shuō)是冷寂和熱寂的結(jié)合。因宇宙中95%以上的暗物質(zhì)暗能量尚未被觀測(cè)到(但觀測(cè)支持它們確實(shí)存在),宇宙的現(xiàn)有密度可能會(huì)大于臨界值。當(dāng)宇宙膨脹到臨界值后,膨脹停止,轉(zhuǎn)為收縮(大劉有個(gè)短篇小說(shuō)坍縮,感興趣可以讀一下)。當(dāng)收縮到一定狀態(tài)就會(huì)轉(zhuǎn)為熱寂,所有物質(zhì)回歸到一個(gè)"密度無(wú)限大,體積無(wú)限小,溫度無(wú)限高"的點(diǎn),奇點(diǎn)大爆炸又叒叕開(kāi)始了!
所以,我們現(xiàn)在的宇宙真不一定是第幾屆了。之前已經(jīng)發(fā)展了多長(zhǎng)時(shí)間?如果非要給它加個(gè)期限,一千億年,一萬(wàn)億年,一億億年?who knows?!
大家傾向于哪種假設(shè)?歡迎評(píng)論關(guān)注討論。
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關(guān)于宇宙最終的命運(yùn)目前雖有好幾種說(shuō)法,但都是猜測(cè)性的,因?yàn)槲覀儗?duì)整個(gè)宇宙實(shí)在是知道得太少太少了。我們甚至連宇宙到底有多大,宇宙是怎么誕生的都不知道,更別說(shuō)宇宙的本質(zhì)了。在這種情況下,又如何能解開(kāi)這樣的終極問(wèn)題呢。雖然說(shuō)目前的幾種說(shuō)法都是猜測(cè)性的,但并不是沒(méi)用的,相反,它對(duì)人們認(rèn)識(shí)宇宙會(huì)有很大的幫助。人們提出了理論或疑問(wèn),便會(huì)想辦法去證實(shí)或者否定,這對(duì)人類(lèi)的科技發(fā)展是有用的,人類(lèi)才會(huì)不斷的進(jìn)步。
當(dāng)大爆炸理論被廣泛認(rèn)可后,關(guān)于宇宙的終極命運(yùn)也成為了可以討論的話題,科學(xué)家通過(guò)對(duì)宇宙的觀測(cè),發(fā)現(xiàn)宇宙是在膨脹的,并且是在各個(gè)方向上都均勻的膨脹,也就是各向同性。宇宙在不停的膨脹也可以看做是空間在增大,空間增大,空間內(nèi)的物質(zhì)卻沒(méi)有增加,那么密度就會(huì)減小,空間中物體與物體就相距得更遠(yuǎn),相互作用就會(huì)減小。當(dāng)空間膨脹到一定的程度便會(huì)逐漸減速,最終停止,然后轉(zhuǎn)變成為收縮形成大擠壓,最終回歸到一個(gè)奇點(diǎn)上。然后可能又是大爆炸,又形成新的宇宙,再膨脹,再收縮,如此往復(fù)。這是一種說(shuō)法,但并不怎么被人們支持和認(rèn)可,目前其它方面的觀測(cè)似乎也不支持這種說(shuō)法。
還有一種是和暗能量有關(guān)的說(shuō)法。暗能量是科學(xué)家對(duì)宇宙分析后推理出來(lái)的,科學(xué)家經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)我們所看到宇宙中的所在物質(zhì)不及整個(gè)宇宙中5%,那些看不見(jiàn)的就是暗能量和暗物質(zhì)。其中暗能量要占宇宙總質(zhì)能的68%以上,暗能量是相當(dāng)神秘的,人們看不到它,也不了解它。但是科學(xué)家懷疑宇宙現(xiàn)在的加速膨脹是暗能量造成的。他們分析認(rèn)為,如果宇宙是大爆炸形成的,那么爆炸那一刻膨脹的速度是最大的,然后慢慢減速甚至停止。但觀測(cè)結(jié)果卻相反,我們的宇宙正在加速膨脹,物體加速必須要提供更多的能量,那么是什么能量在后面推動(dòng)宇宙加速膨脹呢,有科學(xué)認(rèn)為就是那看不見(jiàn)的暗能量。那如果暗能量不斷增加會(huì)怎么樣,宇宙便會(huì)不斷的膨脹下去,星系與星系,星球與星球就會(huì)相距越來(lái)越遠(yuǎn),暗能量還增加的話,連微觀層面的分子,原子都會(huì)被分離開(kāi),甚至連原子核都會(huì)被從原子中拉扯出來(lái),最終整個(gè)宇宙徹底被撕裂。這個(gè)結(jié)果還真不如前面那個(gè)結(jié)局好。
還有呢,“熱寂”知道吧,這個(gè)說(shuō)法是很有名的。由威廉·湯姆森最早提出,熱寂本身就是一個(gè)關(guān)于宇宙最后命運(yùn)的理論。它是根據(jù)熱力學(xué)第二定律推導(dǎo)出來(lái)的,這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下,就是指宇宙在隨著時(shí)間的流逝,宇宙中的熵會(huì)不斷增加,熵總是從有序向無(wú)序發(fā)展,而在宇宙這個(gè)系統(tǒng)中,當(dāng)熵值增加到最大時(shí),宇宙中所有的能量都會(huì)轉(zhuǎn)化成為熱能,這個(gè)時(shí)候整個(gè)宇宙的溫度就處在了一個(gè)平衡狀態(tài)上,這個(gè)狀態(tài)就叫做熱寂,熱寂狀態(tài)下的宇宙就再也沒(méi)有能量可能維持物質(zhì)運(yùn)動(dòng)了,宇宙中的一切運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)停止,溫度也處在無(wú)限接近絕對(duì)零度。這樣的宇宙是一種凍結(jié)狀態(tài),在這樣的狀態(tài)下所有的生命都將不復(fù)存在。
以上這幾個(gè)關(guān)于宇宙最終命運(yùn)的假說(shuō),最后一個(gè)“熱寂理論”是最有可能發(fā)生的。不過(guò)畢竟是推理性的假說(shuō),事實(shí)還得等人類(lèi)對(duì)宇宙有了更多的了解后才能做出更合理的說(shuō)法。
一直以來(lái),人類(lèi)都以為宇宙是永恒的,說(shuō)白了就是宇宙是一直存在的,宇宙不會(huì)隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生大的變化。按照這個(gè)理論,宇宙就應(yīng)該是無(wú)始無(wú)終的,也就沒(méi)有最終命運(yùn)了。放眼整個(gè)科學(xué)史,不少學(xué)者都在堅(jiān)守這個(gè)信念。
牛頓在提出萬(wàn)有引力定律時(shí),萬(wàn)有引力定律就與這個(gè)觀念是相互矛盾的,這是因?yàn)榘凑杖f(wàn)有引力定律,宇宙應(yīng)該會(huì)在引力的作用下向在中心收縮,可是人類(lèi)并沒(méi)有觀測(cè)到這個(gè)現(xiàn)象的存在。為了解決這個(gè)問(wèn)題,牛頓就提出宇宙是無(wú)限大的,宇宙處處都是中心,處處引力都是動(dòng)態(tài)平衡的。
同樣的,物理學(xué)界的另外一個(gè)大神愛(ài)因斯坦也遇到了同樣的尷尬的境地。愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論時(shí),在整個(gè)廣義相對(duì)論的理論有一個(gè)描述宇宙的方程,也被稱為廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)方程。
愛(ài)因斯坦在一開(kāi)始推導(dǎo)出這個(gè)方程時(shí),他就發(fā)現(xiàn)這個(gè)方程預(yù)示著宇宙應(yīng)該是在隨著時(shí)間膨脹的。而愛(ài)因斯坦認(rèn)為這是不符合他的宇宙觀的。于是,他就在這個(gè)方程當(dāng)中加入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù),只要這個(gè)常數(shù)合理取值,宇宙可以處于靜態(tài),不隨著時(shí)間的流逝而變化。
物理學(xué)史最偉大的兩位科學(xué)家都認(rèn)為:宇宙是靜態(tài)的。那是不是意味著這就是事實(shí)呢?
答案顯然是否定的,在愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論沒(méi)多久,他就慘遭打臉,這也就意味著宇宙應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的,宇宙應(yīng)該是有終局的,那具體是咋回事呢?
在愛(ài)因斯坦認(rèn)為宇宙是靜止的時(shí),一些學(xué)者就提出了他們的不同觀點(diǎn),比如:弗里德曼,勒梅特,他們認(rèn)為愛(ài)因斯坦這么做是不科學(xué)的。尤其是勒梅特,他認(rèn)為宇宙應(yīng)該是隨著時(shí)間的流逝而膨脹的,并且根據(jù)這個(gè)進(jìn)行倒推,宇宙應(yīng)該是誕生于一個(gè)炙熱的起點(diǎn)。
不過(guò),勒梅特只是在理論上對(duì)此進(jìn)行闡述,到底是愛(ài)因斯坦還是他對(duì)了還很難說(shuō),畢竟科學(xué)理論是需要實(shí)證的。勒梅特發(fā)表論文后第二年,有一位天文學(xué)家哈勃發(fā)表了一篇震撼整個(gè)天文學(xué)界的論文。哈勃一直在觀測(cè)銀河系的天體,他就發(fā)現(xiàn),銀河系外的星系都在離我們遠(yuǎn)去。那這能說(shuō)明什么呢?
要知道,如果是星系自己在動(dòng),那應(yīng)該有的星系在向我們靠近,有的在遠(yuǎn)去,而不是都在向我們遠(yuǎn)去。這只能說(shuō)明一點(diǎn),那就是空間整體在膨脹,所以星系才會(huì)都在離我們遠(yuǎn)去,就好比我們吹大一個(gè)氣球一樣,星系就好比氣球表面的小點(diǎn),當(dāng)氣球變大時(shí),小點(diǎn)之間的距離也在拉大。
通過(guò)哈勃的觀測(cè)結(jié)果,我們就可以知道,愛(ài)因斯坦這次真的錯(cuò)了,宇宙是在隨著時(shí)間的流逝而膨脹。據(jù)說(shuō)愛(ài)因斯坦也曾經(jīng)說(shuō)給廣義相對(duì)論場(chǎng)方程加宇宙學(xué)常數(shù)是他一生中犯過(guò)最大的錯(cuò)誤。既然宇宙會(huì)隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生改變,那宇宙的終局應(yīng)該是什么樣呢?
在哈勃的觀測(cè)之后,科學(xué)家就基于愛(ài)因斯坦宇宙學(xué)方程,哈勃的觀測(cè)結(jié)果等科學(xué)家的研究成果,建立起了標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型。這個(gè)模型可以描述宇宙的演化。后來(lái),標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型后來(lái)不斷發(fā)展,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中還存在著兩種我們看不到的物質(zhì),一個(gè)叫做暗物質(zhì),一個(gè)叫做暗能量。其中暗物質(zhì)起到的是引力的作用,而暗能量起到的是斥力的作用。物質(zhì)之間的比例其實(shí)就會(huì)影響到宇宙的未來(lái)。
但是由于我們無(wú)法直接觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量,因此我們還可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型進(jìn)行推導(dǎo),就得到一個(gè)結(jié)論:影響宇宙未來(lái)的演化主要取決于物質(zhì)密度。
如果宇宙的密度高于臨界密度,宇宙就會(huì)向中心擠壓,宇宙就會(huì)熱死亡。在整個(gè)條件下,宇宙的終局對(duì)應(yīng)了三個(gè)結(jié)果,一個(gè)就是大擠壓,宇宙空間收縮成一個(gè)奇點(diǎn),如果那個(gè)時(shí)候還有生物,那么這些生物大概率就是被熱死或者壓死。
有的科學(xué)家還認(rèn)為,這個(gè)擠壓的力非常大,可能還會(huì)觸發(fā)大爆炸,這種終局叫做大反彈;谶@樣的認(rèn)知,有的科學(xué)家甚至提出,宇宙可能就是在“大爆炸-大擠壓”的循環(huán)往復(fù)中演化。
如果平均密度小于或者等于臨界密度,那宇宙對(duì)應(yīng)的就是冷死亡。在這種情況下,宇宙就會(huì)一直膨脹下去,最終宇宙的原子結(jié)構(gòu)都會(huì)被拉扯開(kāi),物質(zhì)都無(wú)法構(gòu)成,這也被稱為大撕裂。
在冷死亡的這結(jié)局中,還有一種是基于熵增定律推導(dǎo)出來(lái)的,這個(gè)終局叫做熱寂說(shuō)。說(shuō)的是宇宙最終處處溫度相等,不再有熱傳遞,也就沒(méi)有信息傳遞,宇宙像一潭死水,陷入一片死寂。
那宇宙的終局是這五種結(jié)局中的哪種呢?
目前我們測(cè)到的宇宙密度大概是小于或者接近于臨界密度,也就是說(shuō),按照目前的宇宙物質(zhì)密度情況,宇宙的終局應(yīng)該是對(duì)應(yīng)著冷死亡的那2種。不過(guò),這里要說(shuō)明一點(diǎn),宇宙的平均密度是動(dòng)態(tài)變化的,這個(gè)參數(shù)會(huì)發(fā)生什么變化還很難說(shuō)。
關(guān)于宇宙未來(lái)的命運(yùn)的可能都是基于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,現(xiàn)在研究宇宙學(xué)其實(shí)都是在廣義相對(duì)論的框架之下。
我們知道暗物質(zhì)間的引力作用使得星系形成,暗能量是宇宙加速膨脹的幕后推手,萬(wàn)有引力在宏觀上負(fù)責(zé)拉攏兩個(gè)星體,看樣子暗物質(zhì)、萬(wàn)有引力是一伙的,暗能量站在它們倆的對(duì)立面。
所以宇宙的未來(lái)命運(yùn)如何,主要是看暗能量會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間增多。
由此可知,宇宙未來(lái)的命運(yùn)有三:大撕裂、臨界膨脹、大坍縮。
大撕裂:暗能量會(huì)一直隨著時(shí)間增加而增加,這會(huì)導(dǎo)致目前的宇宙圖景分崩離析,星系將土崩瓦解,最終可怕的結(jié)局是,暗能量帶來(lái)的排斥力將戰(zhàn)勝?gòu)?qiáng)力,原子核也會(huì)被扯碎,最終的最終,一切物質(zhì)都將變成基本粒子,此時(shí)的宇宙達(dá)到熵的最大值,宇宙毫無(wú)生機(jī)、一片漆黑。
臨界膨脹:暗能量會(huì)增加到一定程度會(huì)停止,宇宙膨脹到剛剛好的狀態(tài)就會(huì)停止膨脹,這就是臨界的膨脹宇宙。
大坍縮:暗能量在以后的時(shí)間里不會(huì)繼續(xù)增加,宇宙的質(zhì)量密度會(huì)阻止進(jìn)一步膨脹,而轉(zhuǎn)而進(jìn)入到收縮過(guò)程中,最終會(huì)收縮到一個(gè)極其小的狀態(tài)。
宇宙的未來(lái)太過(guò)于遙遠(yuǎn),遙遠(yuǎn)到不可及,根據(jù)現(xiàn)在的宇宙學(xué)發(fā)展,對(duì)于宇宙命運(yùn)的答案都只是簡(jiǎn)單的猜測(cè)而已。
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