宇宙知識

預測宇宙的終點

我們的宇宙正在不停膨脹。它會永遠膨脹下去嗎?或有一天會突然中止呢?如果它一直膨脹下去,會出現什麽情況呢?這是一個關係到宇宙未來的大難題。

自然界有四種作用,也就是引力作用、電磁作用、強相互作用、弱相互作用。其中以引力作用最弱,但它在大範嗣內產生效應,而且引力對宇宙的膨脹起著抑製作用。

南於宇宙各部分相互間的引力,導致宇宙的膨脹一直在減速。這種引力的大小與宇宙物質密度有關,物質密度越大。這種引力就越大。如果宇宙物質密度高於一定的值(臨界值),那麽引力將最終足以阻止宇宙膨脹;如果宇宙物質密度低於這個臨界密度值,則引力不夠大,因而宇宙就會永遠膨脹下去。研究表明:宇宙中存在著大量人們肉眼看不到的暗物質,如褐矮星、死去的恒星、不發光的氣雲以及宇宙早期生成的小黑洞等等。最近,有些科學家發現中微子有靜止質量。由於宇宙間中微子數量很大,一旦中微子具有僅為30~50電子伏的質量,就將使宇宙物質密度大於臨界密度,那時引力場將足夠大,將使宇宙的膨脹在持續相當長時間之後停下來,並轉為收縮。收縮過程會逐漸加速,直到回複到無限密集的狀態。接著又可能發生大爆炸,宇宙再一次膨脹宇宙就這樣在膨脹、收縮、再膨脹、再收縮間周而複始地動作著。

如果宇宙永遠膨脹下去,宇宙的未來會如何呢?永遠膨脹下去的宇宙稱為開宇宙。開宇宙的平均溫度將越來越低。所有恒星的熱核反應將逐漸熄滅,輻射能量不斷減少。所有的物質終將衰變殆盡,隻剩下稀落的光子和中微子。不會再出現任何重大的物理過程來打破宇宙那空虛荒涼的狀態。

膨脹到一定程度後重又收縮回來的宇宙稱為閉宇宙。閉宇宙最後將收縮到宇宙創生之初的一個奇點上去而歸於消逝。當宇宙生命隻剩下最後50萬年的時候,宇宙早已失去光明,到處一片漆黑,無論人類躲藏到何方,也難逃整個宇宙酷熱的煎熬,一切生命都化為烏有。再往後溫度加速上升,直到幾十億開。一切有形的東西都統統毀滅,包括空間和時間本身。從虛無中誕生的宇宙,曾經燦爛輝煌地存在過無數億年,最後又回到虛無中去,什麽也沒有留下。一些科學家的研究結果推測:最終宇宙中可能隻有光子、中微子、電子、正電子組成的稀薄等離子體了。但是,那是10啪口年之後的事了。

由於各種因素和現在掌握的數據都不確定,因此我們的宇宙未來命運是怎樣的,至今尚無定論。