聲明:本文內(nèi)容均引用權(quán)威資料結(jié)合個(gè)人觀點(diǎn)進(jìn)行撰寫,文末已標(biāo)注文獻(xiàn)來源,請(qǐng)知悉。
你有沒有想過宇宙未來會(huì)以何種方式終結(jié)?就在近期,《宇宙學(xué)與粒子天體物理學(xué)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)最新的研究,物理學(xué)家提出了一種全新的觀點(diǎn),而且預(yù)測(cè)了宇宙未來的壽命還剩多少。
人類的生命和宇宙相比當(dāng)然是微不足道的,所以考慮宇宙的壽命似乎有些杞人憂天。但是隨著物理學(xué)的不斷進(jìn)步,科學(xué)家其實(shí)一直想觸摸宇宙的本源和未來發(fā)展方向。
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那么,關(guān)于宇宙的終結(jié)方式,截止到目前,科學(xué)家提出了哪些觀點(diǎn)?這些觀點(diǎn)又有什么不同呢?
宇宙還剩 200 億年壽命?
最新的這項(xiàng)研究,是由康奈爾大學(xué)的物理學(xué)教授利用最新暗能量數(shù)據(jù)計(jì)算得來的。他們的研究觀點(diǎn)并不新穎,也就是此前提出的假說中的一種,宇宙未來會(huì)在一場(chǎng)劇烈的大坍縮中終結(jié)。
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不同的是,這一次的物理學(xué)家在假說的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步計(jì)算得出了宇宙的壽命以及剩下的壽命。他們利用新的理論模型計(jì)算得出了全新的數(shù)據(jù)。
按照最新的觀點(diǎn),宇宙的壽命也是有限的,大約是330億年左右。在這之前,宇宙整體處于持續(xù)向外膨脹的狀態(tài),這一時(shí)間段持續(xù)了大約138億年,而這個(gè)數(shù)據(jù)過去多年來物理學(xué)界普遍認(rèn)可。
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利用最新暗能量的數(shù)據(jù)計(jì)算則顯示,宇宙未來的走向取決于宇宙學(xué)常數(shù)的符號(hào)。如果得出的數(shù)據(jù)顯示為正數(shù),那么宇宙還會(huì)膨脹下去,而且是無限膨脹,如果是負(fù),那么宇宙將會(huì)在膨脹到極限后開始坍塌,這也就意味著宇宙內(nèi)的時(shí)空結(jié)構(gòu)將會(huì)徹底走向終結(jié)。
按照最新的結(jié)論,并且根據(jù)模型的推算顯示,宇宙的坍塌將在大約200億年后開始。換句話說,宇宙的壽命還剩下200億年左右。這個(gè)觀點(diǎn)本身并不新穎,但最新的研究明確了宇宙何時(shí)坍縮,以及會(huì)以何種方式坍縮。
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科學(xué)家多年來一直在研究宇宙的總質(zhì)量,這其中絕大部分都屬于暗能量。在研究者看來,暗能量本身還存在著更復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為,而最新的研究就是利用這一點(diǎn)提出了一種全新的模型。
而宇宙本身不為人知的這一面,很有可能將底層的宇宙學(xué)常數(shù)推向負(fù)值區(qū)域,也就是負(fù)數(shù)。如果出現(xiàn)這樣的情況,那么宇宙最終就會(huì)坍縮。
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如果這項(xiàng)研究站得住腳,并且在未來得到進(jìn)一步驗(yàn)證,那就意味著,不光生命有始有終,宇宙本身也有始有終。宇宙絕對(duì)不是永恒的存在,而是存在一個(gè)永恒的終點(diǎn)。
其他的假說也都支持這一點(diǎn),因?yàn)樗械难芯慷际窃谔接懹钪鎸頃?huì)以何種方式終結(jié)。
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暗能量增加導(dǎo)致宇宙崩潰
每天晚上,你抬頭仰望夜空,肯定想過宇宙為什么會(huì)如此的浩瀚和無垠。現(xiàn)在主流的觀點(diǎn)是,宇宙自誕生之初便開始向四周圍不斷膨脹,這才使其擁有了近乎無限的空間。
任何一種生命都是有限的,所以科學(xué)家也一直在思考一個(gè)問題,難道宇宙就是無限存在的嗎?難道宇宙就不會(huì)是有限的嗎?在這個(gè)邏輯之上,科學(xué)界才提出了大撕裂的觀點(diǎn)。這個(gè)觀點(diǎn)的核心就是暗能量在發(fā)揮作用。
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科學(xué)界對(duì)暗能量的了解還很少。上世紀(jì)90年代之前,物理學(xué)家一度認(rèn)為宇宙因?yàn)榇蟊ǘ蛎洠缓筮@個(gè)膨脹的過程會(huì)逐漸減緩,到最后徹底停止。但是后來科學(xué)家通過對(duì)超新星的觀測(cè)卻發(fā)現(xiàn)宇宙非但沒有停止膨脹,反倒還在加速膨脹。
這個(gè)原因就是暗能量在產(chǎn)生作用,這是宇宙內(nèi)部最豐富的能量,卻是又最神秘的能量形式。目前科學(xué)家推測(cè),暗能量的質(zhì)能占到了宇宙總質(zhì)能的68%以上。
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換句話說,我們?nèi)庋鬯吹降男切牵约疤煳挠^測(cè)儀器看到的宇宙,僅僅是一小部分,其余的一大部分,我們其實(shí)看不到。目前科學(xué)界普遍認(rèn)為,正是這看不到的部分對(duì)宇宙產(chǎn)生著決定性的影響。
簡(jiǎn)單來說,如果宇宙中的暗能量不斷增強(qiáng)且持續(xù)擴(kuò)散,就一定會(huì)推動(dòng)所有的星系系統(tǒng)相互分離,最終會(huì)導(dǎo)致行星離恒星越來越遠(yuǎn),而且這個(gè)過程還在持續(xù)增強(qiáng)。
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發(fā)展到最后,強(qiáng)大的暗能量甚至能夠把原子核從原子中撕扯出來,也就是說,構(gòu)成宇宙的所有物質(zhì)都會(huì)因?yàn)榘的芰康拇嬖诙粡氐淄淌桑瓦B最基本的粒子也會(huì)被撕扯成碎片,而不會(huì)按照原來的宇宙法則運(yùn)行和存在。
試想一下,發(fā)展到最后,連微觀層面的原子都都被撕扯了,那么宏觀層面的宇宙體系還會(huì)存在嗎?只能是分崩離析,這便是大撕裂觀點(diǎn)的核心。
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舉一個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦樱绻f宇宙是一間大的屋子,這間屋子里的一切物品都是有序擺放,而且是按照各自的規(guī)則存在和運(yùn)行的,那么暗能量是什么呢?暗能量就好比是這間屋子里產(chǎn)出的垃圾。
宇宙大屋是封閉的,內(nèi)部的物品,包括所有的一切都不能轉(zhuǎn)移到外面。假設(shè)暗能量是垃圾,而且還是看不見的垃圾,那么這種東西達(dá)到一定程度之后,就會(huì)徹底覆蓋原先屋內(nèi)的陳設(shè)。
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大撕裂的觀點(diǎn)是動(dòng)態(tài)式的,假設(shè)暗能量就是宇宙大屋內(nèi)的垃圾,越聚越多,最終會(huì)把整間屋子給憋爆。換句話說,暗能量就相當(dāng)于是目前宇宙所有運(yùn)作體系的反面存在。
整個(gè)宇宙歸于永恒的平靜
另一種宇宙終結(jié)的假說就是大凍結(jié),也叫熱寂,這種假說出現(xiàn)的時(shí)間較早,因?yàn)檫@是根據(jù)熱力學(xué)的運(yùn)行規(guī)則而產(chǎn)生的一種思考。
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整個(gè)人類社會(huì),包括世間萬物乃至整個(gè)宇宙體系都處在一種熵增狀態(tài),這是一種什么樣的狀態(tài)呢?舉例來說,同樣是在一個(gè)房間里,如果這個(gè)房間有人居住的話,房間內(nèi)的物品擺放和秩序就是井然有序的。
可是一間屋子一旦沒有人去收拾,那么就會(huì)逐漸陷入無序且混亂的狀態(tài)。一間屋子是如此,一個(gè)社會(huì)也是如此,如果社會(huì)失去了管理,也會(huì)陷入無序狀態(tài)。
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大到整個(gè)自然界,乃至整個(gè)宇宙也處在一種有序的狀態(tài),地球繞著太陽運(yùn)行,而太陽整個(gè)恒星系統(tǒng)又在繞著銀河系運(yùn)行,這本身就是一種有序模式。
但是這種運(yùn)行卻并非是永恒的,因?yàn)橄裉栠@樣的恒星會(huì)死亡,一旦太陽來到生命的終點(diǎn),圍繞太陽運(yùn)行的幾大行星也會(huì)被吞噬,到那個(gè)時(shí)候,整個(gè)太陽系就會(huì)分崩離析。
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宇宙如此浩渺,像太陽系這樣的恒星系統(tǒng)多到數(shù)不勝數(shù),有新的恒星系統(tǒng)誕生,自然就會(huì)有老的恒星系統(tǒng)死亡,而那些死去的恒星系統(tǒng)自然就處在了無序的狀態(tài)。
但是這個(gè)過程卻不是永恒的,如果把時(shí)間拉長(zhǎng)到極致,就會(huì)發(fā)現(xiàn),整個(gè)宇宙內(nèi)的恒星系統(tǒng)都會(huì)陷入無序的死亡狀態(tài)。到最后,包括宇宙本身也會(huì)陷入無序的死亡狀態(tài)。一旦來到這個(gè)階段,也就意味著熵增達(dá)到了極限值。
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到那個(gè)時(shí)候,整個(gè)宇宙所有的星系系統(tǒng)都會(huì)死亡,所有的宇宙規(guī)則也都絕對(duì)停止,宇宙陷入徹底的黑暗之中,從人類的角度去理解,這就是死亡。最關(guān)鍵的是,這個(gè)從有序到無序的過程是不可逆的。
這就是為什么科學(xué)家說,人類終其一生其實(shí)就是一個(gè)反熵增的過程,因?yàn)槿祟愖哉Q生下那一刻起,熵增就開始了,熵增的終點(diǎn)就是死亡。然而人類在活著的過程中需要構(gòu)筑秩序,所以人類本身活著就是在反熵增。
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整個(gè)宇宙也處于這樣的狀態(tài),星系的運(yùn)行也相當(dāng)于是反熵增,但是不管這個(gè)過程拉到多長(zhǎng),最終還是會(huì)迎來終點(diǎn),至于說到達(dá)終點(diǎn)之后會(huì)發(fā)生什么,科學(xué)家也不知道。
從持續(xù)膨脹到發(fā)生坍縮
最后一種假說就是前面提到的大坍縮觀點(diǎn)。科學(xué)家認(rèn)為,如果宇宙內(nèi)的物質(zhì)隨著時(shí)間的推移會(huì)減少,那么就一定會(huì)引發(fā)宇宙的大坍縮。到了那種時(shí)候,行星會(huì)相互撞擊,恒星系統(tǒng)也會(huì)相互撞擊,整個(gè)宇宙分崩離析。
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但也有科學(xué)家認(rèn)為,這種假說其實(shí)并不成立,因?yàn)橛钪婺壳斑€在膨脹之中,即便有暗物質(zhì)會(huì)發(fā)揮作用,也沒有其他數(shù)據(jù)支撐大坍縮會(huì)出現(xiàn)。
不過,根據(jù)最新的研究,科學(xué)家認(rèn)為暗能量在宇宙未來會(huì)產(chǎn)生相反的作用,也就是說,不但會(huì)幫助宇宙持續(xù)膨脹,在膨脹達(dá)到極限之后,還會(huì)產(chǎn)生反作用力,導(dǎo)致坍縮。
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甚至還有一些融匯式的觀點(diǎn),認(rèn)為宇宙達(dá)到大凍結(jié)的狀態(tài)之后,接下來就會(huì)發(fā)生大撕裂或者是大坍縮。但不管是哪種觀點(diǎn),現(xiàn)在一切都只是推測(cè),因?yàn)槿祟惖纳鄬?duì)于宇宙的存在而言太短,人類沒辦法等到那一天的降臨,即便是人類能夠延續(xù)文明,也不見得能夠延續(xù)那么久。
所以,上述幾種觀點(diǎn)也都只是假設(shè),基于目前的觀測(cè)和研究得出的一些基本推論。宇宙未來究竟會(huì)怎么樣,現(xiàn)在的人類給不出確切的答案。
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結(jié)語
另外還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,宇宙最終的終結(jié)方式是被黑洞吞噬,黑洞最終會(huì)吞噬掉所有的天體和物質(zhì),然后大的黑洞還會(huì)吞噬掉小的黑洞,最終整個(gè)宇宙實(shí)際上變成了一個(gè)超級(jí)大黑洞。這就相當(dāng)于在一張白紙上涂上墨汁,最終墨汁鋪滿了整張白紙。
不過,也有科學(xué)家反駁這種觀點(diǎn),因?yàn)楹诙吹耐淌尚袨槭潜粍?dòng)的,只有進(jìn)入其視野范圍內(nèi)的物質(zhì)才會(huì)被吞噬。另外,黑洞并非只進(jìn)不出,黑洞在吞噬別的物質(zhì)的過程中,也會(huì)向外持續(xù)噴流,而噴出來的新物質(zhì),實(shí)際上是新恒星和新星系誕生的原料。
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因此,在目前所有的假說中,黑洞吞噬宇宙這種假說是最站不住腳的。通過人類對(duì)宇宙的觀測(cè),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以反駁的例證。至于其他幾種觀點(diǎn),既不能證明其完全正確,也不能證明其錯(cuò)誤,所以未來還會(huì)繼續(xù)研究。
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而研究宇宙本身,本質(zhì)上是人類在對(duì)抗未知,在對(duì)抗死亡。
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