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  • 我们的宇宙还会存在多久?

    从当代一些宇宙学家的乐观估计来看,宇宙将在接下来极长一段时间——超过一古戈尔普勒克斯年——继续存在。一古戈尔普勒克斯是个极大的数,即10^10100 。有一些宇宙学家估计的结果甚至更大。而宇宙存续时长这一问题,又与人类种族及我们的后继者们能延续多久的疑问息息相关——假使没有意外的灾祸使得人类提前灭绝的话。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解:从大爆炸形成的宇宙演化图解(左)。在这幅图中宇宙以二维呈现,第三维度是时间,向右是时间流动的方向。

    众所周知的是,宇宙一直在膨胀,然而有一个常被提起的问题悬而未决:这样的膨胀是否是无限的?而如今迹象表明,宇宙不仅在膨胀,膨胀的速率也在加快。这或许该归因于一种遍及宇宙的负压的存在,也就是暗物质——即宇宙常数或第五元素。宇宙常数的概念首先被爱因斯坦确切阐述。如今对宇宙存在时长的预言大多与宇宙的整体形状有关,而它的形状又是其整体密度的作用结果。关于这一点的阐述,此处将引入一个临界值ω。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解:用WMAP九年的资料(2012年),以我们的角度看宇宙微波背景辐射在整个宇宙的变化,实际变化会比图中显示得更为平顺

    如果宇宙的密度小于ω,它将是一个封闭的球体。在这样的宇宙中,如果人尽可能远地向前的话,她最终将会回到原点,与她在地球上这么干的结果一样;如果宇宙的密度等于ω,那么宇宙会是个平面,也就是说没有暗物质的话,宇宙膨胀速度将减缓并逐渐逼近0;如果宇宙的密度大于ω,那么它整体会是开放的、负曲率的,并且无论有无暗物质,它都会无限膨胀下去。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解:宇宙的历史 - 引力波是假设来自大统一理论,超光速就在大爆炸之后(2014年3月17日)。

    就现在的情况看来,宇宙是个平面。然而以上分析的问题在于,只要有足够的暗物质,无论宇宙是什么形状的,它都会继续无限膨胀。近期研究表明,宇宙里的暗物质大概足够支撑它继续这样膨胀下去了。

    我们的宇宙还会存在多久?

    如果宇宙继续膨胀很长一段时间,那么银河超星系团将会被扯散,接着是本星系团、星系,最终以至于每颗星甚至原子都会如此。不过,若是人类的后继者足够聪明,正确地使用那些条件来强大自身的话,他们或许能无尽地存续下去。毕竟即使是恒星毁灭后的黑洞也能通过霍金辐射释放出一些能量,生命体可以在其边上利用到这种优势。但永远生活在一个不断膨胀的宇宙中也不是那么容易的事情,人类或许还是更为青睐一个封闭并终经历大收缩的宇宙环境。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解:宇宙的最终命运取决于物质密度Ω M以及暗能量密度Ω Λ .

    宇宙的最终命运是物理宇宙学的一个主题,由于理论上有种种限制,其演变与最终命运的可能是可以被描述和评估的。根据现有的观测数据,它已然成为一个无法被验证的超出了神话或神学​​信仰重要的宇宙学问题。不同的科学假设已经预测了许多可能的未来,包括宇宙可能存在有限和无限的持续时间,或者宇宙诞生的方式和情况。埃德温·哈勃(Edwin Hubble)在大爆炸理论认为,宇宙诞生于138亿年前,1920年代至1950年代所做的观察发现,星系似乎在彼此远离,从而产生了目前公认的大爆炸理论。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解:绘图显示,宇宙是否稳定,还是只是长寿泡沫,这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止,从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆,仍旧允许这两种可能结局。

    大爆炸理论认为,宇宙是在13.8亿年前一次的大爆炸后产生的。它的体积相当小而非常致密,而大爆炸之后,它开始不断膨胀,密度逐渐降低(平均而言)。大爆炸的确认主要取决于了解膨胀率,物质的平均密度以及宇宙中质能的物理性质。宇宙学家之间有一个强烈的共识,那就是宇宙被认为是“平坦的”(请参见宇宙的形状),并且将永久的扩展。

    我们的宇宙还会存在多久?

    图解: 哈勃超深空再次展现布满星的远古时代,告诉我们远古的星系是什么样子。

    确定宇宙的起源和最终命运时需要考虑的因素包括:星系的平均运动,宇宙的形状和结构以及宇宙所包含的暗物质和暗能量的数量。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. Oumuamua/作业- wisegeek

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