宇宙将会如何终结?大冻结、大撕裂还是大坍缩?

17世纪的科学革命帮助我们建立了宇宙的新模型,这使我们对宇宙的起源有了清晰而深刻的认识。

据我们所知,宇宙中的所有物质都是在超高密度点聚集在一起,然后它扩展 - 提供我们在宇宙中所知道的一切:行星,恒星,星系等 - 它的当前分布。这个宇宙膨胀事件,据信发生在大约138亿年前,是第一个初步证据表明宇宙发生了灾难性的爆炸,这种爆炸已经被称为大爆炸。

根据大爆炸理论,由于极高密度的小团聚导致的灾难性爆炸被认为是宇宙起源的标志。我们知道宇宙的过去以及现在 - 大多数星系正在从我们身后退去,这表明它正以加速的速度扩张。但未来呢?宇宙将如何结束?

阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论理论假定物质和能量可以曲线化,或者包裹空间和时间。物质,能量,空间和时间之间的这种联系遍及整个宇宙,并激发了理论物理学家对宇宙最终命运的理论的启发。据他们说,宇宙的命运取决于三件事:宇宙的确切形状,它携带的暗能量的数量,以及它的膨胀率的变化。

基于这三件事,宇宙学家提供了三个可能的答案,表明宇宙结束将如何结束。他们是:Big Freeze,Big Rip和Big Crunch。

为了理解这些场景,让我们想象两个星系由引力引力相结合。与此同时,扩张宇宙的排斥力正在将它们拉开。现在想象一下这两个对立的力量之间的争斗发生在众多星系中。这些战斗的后遗症决定了宇宙结束的可能性。

大冻结场景是当宇宙扩张的排斥力强大到足以将星系拉开到重力吸引力几乎无法生效的程度时。当这种情况发生时,宇宙仍将继续变大,但它不会像过去那样加速。

曾经被引力吸引力束缚在一起的星系群将彼此远离。它们中的每个物体,如恒星和行星系统,都会在星系碎裂成茫茫空间中寂静地徘徊的孤独物体之前相互漂浮。

从它们发出的光将被红移到更长的波长。从它们辐射出来的能量和气体太稀疏,不能产生新的恒星。宇宙将变得黑暗和寒冷,最后接近一个被称为大冻结的冻结状态。

Big Rip是影响宇宙最终命运的模型之一。当这种情况发生时,加速宇宙不断膨胀的排斥力最终会克服引力,撕裂星系和太阳系。

即使是将原子和原子核结合在一起的电磁,弱和强核力也不会被排除在外。原子和亚原子粒子被破坏。事情和时空本身也最终被撕裂了。

Big Crunch是关于宇宙结束的另一种宇宙学场景。正是当持有星系的引力胜出时,减缓宇宙膨胀的速度并使其停止。在那之后,它逆转了它。在这样的关头,星系将向对方投掷,它们的引力将变得如此强大以至于它们会合并。

恒星也会聚合,随着空间的缩小,温度会同时上升到任何地方。宇宙的整个质量将在如此微小的空间中被压缩,包括原子和亚原子粒子。剩下的就是非常密集,热,紧凑的宇宙 - 像大爆炸之前的状态一样。

另一种理论认为,这种微小的极其密集和高温状态可能在另一次大爆炸中爆炸,导致宇宙的重建。并且宇宙可以一遍又一遍地经历这种扩张和收缩的循环,重复其整个历史。描述这种情况的理论称为大反弹。

那么已经发生了多少次反弹?一百次?一千次?或者数百万?我们不确定。并且没有办法说明将来会发生多少事情。事实上,每次反弹都会抹掉宇宙历史上的任何记录。

我们要前往哪个场景?如上所述,答案取决于宇宙的形状,存在的暗能量及其膨胀率。一些科学观察表明,在三种可能的情景中,大冻结是最可能的。但是,不要只是让他们的观察结果让你的脊椎发抖,因为我们在它出现之前已经有了难以想象的数年。

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页面更新:2024-04-17

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