我們了解宇宙的過往:
大爆炸原理預測了所有的物質、時間和空間都始于140億年前的極小極緊密的狀態。我們了解在宇宙的當下,科學家們對于銀河運動的觀察,告訴我們宇宙正在加速擴張,但是未來呢?我們知道我們的宇宙將會如何終結嗎?
(宇宙微波背景輻射)
宇宙學家們關于這個問題有三種可能的回答:大凍結、大撕裂和大擠壓。為了理解這三種設想,請想象一下兩個物體代表星系。一根橡皮筋將它們定在一起——這就是引力。同時,兩個鉤子將它們分開——這就是擴展宇宙的斥力。如果這個系統復制下去,你就會得到一個近似宇宙的模型,這一對相反作用力的結果決定了宇宙的盡頭在哪里。
大凍結學說指的是這個拉力剛好大到讓皮筋失去彈力。這樣,宇宙的擴張就不會再加速,但宇宙還是會繼續變大。銀河系會散開。星系中的物體——恒星、行星和星系會遠離彼此,直到星系徹底分解,漂浮在廣闊的宇宙中。它們發出的光會被紅移成長波,所含的能量很少,很模糊。它們放出的氣體太薄,無法讓人看見星星。宇宙會變得黑暗寒冷,趨近于冰凍的狀態,這也叫做宇宙大寒,或者熱寂。
但如果這對斥力非常強大呢?大到使皮筋超出彈力極限,然后拉斷。如果宇宙的擴張繼續加速,這個拉力最終不僅會克服重力影響——導致銀河系和太陽系分離——還會克服強核力和弱核力,這兩種力是保持原子和核子的。其結果是,形成星球的物質會變成細小的碎片。甚至于原子和亞原子顆粒都會被摧毀。這就是大撕裂。
那第三種情況呢?如果是皮筋比較有力量會怎么樣?這就對應了一個未來可能會出現的情況——重力讓宇宙的擴張停止,然后往回收。星系會開始互相靠攏。在它們凝結在一起的同時,它們的重力會變得更加強大。星球也會互相猛烈碰撞。溫度會隨著宇宙變小而升高。宇宙會驟然變小,直到所有東西都壓縮成一個小空間。甚至原子和亞原子都會被壓碎。宇宙最終會變得稠密,異常得熱和緊密,這與大爆炸之前的狀態很相似。這就是大擠壓。這個點上的物質會不會又一次大爆炸?宇宙會不會重復地擴張和收縮,重演整段歷史呢?描述上述現象的原理叫作大反彈。
事實上,我們不知道宇宙已經經過了幾次反彈,或者將來會發生幾次。每一次反彈都會清除宇宙之前的所有歷史。這些情況中哪一個是真實的?答案取決于宇宙的準確形狀,它含有的暗物質的數量,和它擴張率的變化。
到現在為止,我們的觀察顯示我們正往大凍結的方向前進。但好消息是還要過十的一百次方年,寒冷才會降臨。所以,先別急著囤手套。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Yuchen Lu- Lipeng Chen-觀漢居士
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