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宇宙的末日与明天(第1页)

宇宙的末日与明天

以前,宇宙学家们相信他们知道宇宙结束的结果:它会慢慢衰弱,变的越来越冷,越来越暗淡,最后宇宙中逐渐只剩下一度发光的恒星的灰烬。然而现在,这些想法已经成为历史了。

*宇宙的种种结局

根据最新的研究,宇宙可能有很多种未来,比如可能存在宇宙死亡和重生的循环,或宇宇宙在真空突然变成某种完全不同的物质时可能会有一个十分奇特的结局;还可能在一次大坍塌中宇宙向内塌缩,或者我们将迎来大撕裂这种更加暴力的结局,等等。

为何这么多种可能的结局会突然出现呢?直到最近,恒星和其他物质之间的引力仍是宇宙中的支配性力量,这就说明宇宙的未来只有两种可能:要么宇宙达到使引力能克服大爆炸以来的膨胀的密度,将所有物质在一次大坍塌中重新聚集到一起,成为“大坍塌”;或者宇宙的密度不足够大,膨胀将会一直持续下去。

后者对过去大部分科学家更愿意相信,但在1998年时,天文学家们发现,宇宙的膨胀正在加速并没有变慢。通过研究从遥远的超新星来到地球上的光,表明有一种力量正在加快60亿年前气体的速度。这个发现似乎向我们宣判了一条迅速通往湮没的道路,这也就意味着宇宙变得更冷和单调的速度比我们想象的快得多。

但是,因为还没人知道导致这种加速的因素,对这种预言科学家们认为还太早,天文学家称之为“暗能量”,但这种神秘的力量的起源和性质仍然是个迷。那么怎样才能知道它将来会起到什么作用呢?

*对宇宙中诸多“成员”的预测

虽然天文学家们对长期的推测仍有争议,但他们对我们宇宙的邻里关系在较近的未来会有相同的看法。按照他们的观点,在60亿年后事情会相当糟糕,那时太阳会膨胀变成一颗红巨星,将地球上的海洋蒸干甚至吞掉地球,然后它的核燃料会耗尽,收缩成一个白矮星,它的大小和地球差不多。如果那个时候地球仍然存在,它将会变的非常冷,地球表面会覆盖着空气中的氮气凝结成的氮冰,而五彩缤纷的星云也会将地球包围。

银河系也慢慢走向一个艰难的时期:我们正飞向更大的螺旋状的仙女座星系。,两者可能会在大约30亿年后碰撞,将会有一个明亮的结构复杂的混血星系在融合过程中创造出来。那时很多恒星被抛散,压缩星系中大部分游离的气体,从而产生新的恒星。

再过大约几十亿年后,星系的旋臂将会消失,两个螺旋星系将会融合在一起,形成一个巨大的椭圆星系。除了一些气体在临近的小星系被吞噬时喷发外,大部分自由气体都被耗尽,因此很少新的恒星诞生了。

一个惊人的**会在银河系和仙女座星系碰撞时出现。在银河系的中心有一个质量超过太阳300多万倍的巨型黑洞,而仙女座星系中心的黑洞大约是银河系中心黑洞的10倍。最终两个黑洞都会落到新的星系中心,互相螺旋接近后融合在一起。惊人的能量也会在这个过程释放出来,发出强烈的光、X射线和引力波脉冲,每一个恒星和行星都会被引力波脉冲压缩和拉伸。

在宇宙的深处,其它星系也在与我们所在的这个椭圆星系远离,并且被暗能量牵引得更快。加速会持续的时间取决于暗能量的性质。一些非常极端的后果会因能量密度随时间减弱而产生。首先,宇宙膨胀的加速会变慢,接着暗能量开始减弱,而宇宙终将停止膨胀,然后开始收缩。星系会互相靠近,最后以很高的速度互相碰撞。最后在一次大坍塌中所有的物质都会撞击到一起,密度和温度都非常高,就像是宇宙最初的大爆炸的一次反转。

延伸阅读——宇宙的两种“死法”

不少科学家认为,利用宇宙间物质的万有引力可以使宇宙膨胀停下来,并最终形成一个平衡状态:既不膨胀也不收缩。但更多的学者不赞成这种观点,他们认为,决定宇宙命运的关键,是宇宙间究竟有多少物质。

现在的科学家普遍认为,宇宙中构成星体和生命的普通物质只占5%,我们还没有认识到的粒子构成的“暗物质”则占20%,宇宙物质科学家把剩下的75%称为“暗能量”。因此对暗能量的考察研究,才是对探询宇宙的未来的关键所在。

虽然对于暗能量的性质及作用力解释学术界目前还没有统一的看法,不过通常的观点认为,如果暗能量与万有引力的作用力方向相反,即表现为斥力,那么宇宙将会一直膨胀,直到无限的虚空而最终灭亡;反之,如果它与万有引力的作用力方向相同,而且比万有引力的作用力还要大得多,那么暗能量就将把宇宙中的万物都“拉到一起”,最终使得宇宙塌缩成一个奇点,宇宙从此消亡。也就是说,即使宇宙不是“膨胀而死”,也会“压缩而亡”。

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