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宇宙大爆炸可能再次降临,人类对此无可奈何

2016-8-21 21:17| 发布者: 天外云月| 查看: 165| 评论: 0|原作者: 老孙|来自: 星空天文网

摘要: 在历史面前,我们是井底之蛙。 谈及宇宙的诞生,总有一些猜测的相似性让人感觉怪异。如宇宙的暴胀期,宇宙终极命运的驱动力,暗能量带来的加速膨胀,总让人猜想它们可能是有关联的。 很多科学家认为,我们这个充满了 ...

在历史面前,我们是井底之蛙。

谈及宇宙的诞生,总有一些猜测的相似性让人感觉怪异。如宇宙的暴胀期,宇宙终极命运的驱动力,暗能量带来的加速膨胀,总让人猜想它们可能是有关联的。

很多科学家认为,我们这个充满了物质和辐射的宇宙诞生之时,拥有一些奇怪的特点。这些特点似乎是毫无道理可言的。宇宙可能就是带着这些条件诞生的,但是宇宙暴胀理论认为,如果宇宙有过一个指数级膨胀的时期,拥有一个空间包含着极大能量的时期,那么当这个时期结束的时候,就会给宇宙带来这些特征。人们用了很多年,才得出这个结果,用了更长的时间,才从宇宙微波背景的涨落中获得了相应的证据。

宇宙大爆炸可能再次降临,人类对此无可奈何

而在光谱的最远端,隐藏着一个事实——我们的宇宙正在加速膨胀。到目前为止,我们所能做出的最好解释是,空间本身包含着一种极小的能量——我们称之为“暗能量”。这种能量无处不在,它存在于所有空间内部,但又极其微小——如果根据爱因斯坦的质能转换方程进行计算,它的质量只相当于每立方米空间内的一个质子。

然而宇宙极大,且在膨胀中。因此随着时间的推进,暗能量的作用越来越明显。宇宙诞生80亿年后,它终于导致了宇宙的加速膨胀,成了一种能够主宰宇宙命运的能量。

这是两个看起来完全不同的过程——暴胀和较晚才出现的加速膨胀。这两种能量尺度的差异非常巨大。但它们看起来又有许多相似的地方。它们都是空间本身固有的能量,它们都造成了空间以指数级膨胀。只要给以足够多的时间——对于暴胀来说无需一秒,而对于暗能量来说需要万亿年之久——宇宙中一切未被束缚在一起的结构都会分崩离析。而学界也确实存在着一类理论模型,试图把暴胀和暗能量统一起来。

宇宙大爆炸可能再次降临,人类对此无可奈何

暗能量在未来可能出现的不同演化方向。变弱(导致“大坍缩”)、不变或增强(导致“大撕裂”),第三种可能会让宇宙“重生”。

如果暗能量确实是一种宇宙常量,那么它可能是从暴胀期残留下来的。如果是这样,那只要给以足够长的时间,暗能量就有可能衰减为一种更低的状态。也许它会变成一种质量极小的粒子。但这种可能性需要极其遥远的未来来验证。

假如暗能量不是宇宙常量,而是会慢慢变大。那么它最终会导致宇宙的“大撕裂”。无论有没有被束缚在一起,宇宙中的一切都会分崩离析。但是根据某些学者的研究,也有可能在最后时刻——在空间将自己撕裂的最后时刻——宇宙会回到与当年炽热致密的暴胀相似的状态中!如果是这样,那么表明宇宙的实际年龄要比它的表现古老,甚至可能是无限的。

人们迄今取得的证据都表明,暗能量是一种常量,也不知道它会不会衰减为更低的状态。但是到目前为止,前面所述的两种可能都无法排除。也许第一种看起来让人更容易接受(暗能量是一种常量)。但更精确的探测计划已经在进行中。在找到充分的证据之前,我们应该认真对待一切可能。


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