宇宙时空 宇宙的最终命运:走向死亡?...

宇宙的最终命运:走向死亡?

分享

【新三才首发】宇宙的最终命运在很大程度上取决于一个未知值:Ω,是整个宇宙中物质和能量密度的度量。如果Ω大于1,则时空将像巨大球体的表面一样「封闭」。如果没有暗能量,那么这样的宇宙将停止扩张,而开始收缩,最终在被称为「大危机」的事件中自身崩溃。如果宇宙是封闭的,但有是暗能量,球形宇宙将永远膨胀。

或者,如果Ω小于1,则空间的几何形状将像鞍形表面一样「开放」。在这种情况下,它的最终命运是「大冰点」,然后是「大裂口」:首先,宇宙的向外加速会将星系和恒星撕裂,使所有物质变得冰冷而孤独。接下来,加速度将增长得如此之强,以至于压倒了将原子束缚在一起的力的作用,一切都将被撕裂。

如果Ω等于1,则宇宙将是平坦的,像无限平面一样在所有方向上延伸。如果没有暗能量,那么这样一个平面的宇宙将永远膨胀,但是会以不断减速的速度接近静止状态。如果有暗能量,那么扁平的宇宙最终将经历失控的膨胀,从而导致大爆炸。天文学家保罗·萨特(Paul Sutter)在2015年12月发表的论文中详细讨论了这一事实,无论它如何发挥作用,宇宙都将死去。

萨特说人们无法通过观察夜空来意识到这一点,但是最终的黑暗已经开始消散。恒星出现在宇宙舞台上的时间很早,早于130亿年前。这场伟大的戏剧仅仅几亿年。然而,宇宙的膨胀稀释了其中的一切,大约100亿年前,扩张达到了临界点。高峰恒星形成的时代已经过去,我们目前正处于恒星出生率在下降的期间。

同时,暗淡的暗能量正在使宇宙膨胀加速,使星系彼此撕裂的速度快于光速,最后超出了与邻居星球的任何可能联系的范围,甚至超出了他们的可见度。婴儿宇宙是热和光的生物,但远古时代的宇宙将是昏暗,寒冷的物体。
在这个100万亿年的「星状」时代结束时,宇宙将只剩下白矮星(有些冷却到黑矮星)、中子星和黑洞,很多的黑洞。

但这还不是最终的结果。经过无数次引力相互作用后,行星将从其衰变系统中弹出,而星系本身也将失去凝聚力,我们在宇宙中的局部区域将是一个零散残骸,昏暗的死星随机散落,黑洞笼罩着深处。

如果有足够的时间,宇宙将仅由轻粒子(电子、中微子及其类似物)、光子和黑洞组成。黑洞本身可能会通过霍金辐射而溶解,从而在黑洞衰变时短暂地照亮难以穿透的黑暗。在10^100(数学上称为古戈尔,也就是英语googol)年后,宇宙就再也没有宏观的东西了,只剩一团稀薄的粒子和光子汤,它们散布得很稀薄,几乎没有相互作用。这时的宇宙也就形同死去一般。

(编译:王明真)

(责任编辑:姜启明)

(文章来源:新三才首发)

留下一个答复

Please enter your comment!
Please enter your name here