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宇宙将如何终结?科学家给出3种可能和1个猜测 猜测让人畏惧!

时间:2019-10-06 20:20:52

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宇宙将如何终结?科学家给出3种可能和1个猜测 猜测让人畏惧!

宇宙将如何终结?“不是砰的一声,而是呜咽”美国诗人艾略特在谈到世界末日时写道。但是,如果你想要一个更明确的答案,你会发现物理学家花了无数个小时在他们的头脑中反复思考这个问题,并且已经巧妙地将最合理的假设分为几个类别。

宇宙学家罗伯特·考德威尔说:“在教科书和宇宙学课上,我们知道宇宙有三个基本的未来。”第一种可能是宇宙可能会永远膨胀,所有的物质最终都会在所谓的“热寂”中分解成能量。第二种可能是,引力可能会导致宇宙再次崩溃,产生一种称为“大崩溃”的反向大爆炸(稍后我们将对此进行解释)。第三种可能是暗能量会导致宇宙的膨胀越来越快,演变成一个失控的过程,被称为大裂口。

在讨论宇宙如何终结前,让我们先了解一下它的诞生。我们目前的理解是,时间和空间始于大爆炸期间,当时一个亚原子、超热和超致密的点向外爆炸。一旦物质冷却到足够低,粒子开始形成更大的结构,如星系、恒星和地球上的所有生命。我们目前生活在宇宙距大爆炸约130亿年,但是,考虑到宇宙消亡的不同情况,我们不清楚宇宙将持续多久。

在第一种情况下,宇宙由于热寂而消亡,宇宙中的所有恒星都会燃烧它们的燃料,其中大多数会留下白矮星和中子星致密的残骸。最大的恒星会坍缩成黑洞。尽管这些黑洞不像人们常说的那样贪吃,但只要有足够的时间,它们巨大的引力就会把大部分物质吸引到它们消耗殆尽的胃里。

黑洞最终的结局也是不幸的,黑洞被认为会释放出一种特殊类型的辐射,称为霍金辐射,它是以已故物理学家斯蒂芬·霍金命名的,他首先提出了这个理论。这种辐射实际上剥夺了每个黑洞一点点的质量,导致黑洞慢慢蒸发。英国赫尔大学的天体物理学家凯文皮姆布尔特说,在10到100年后(这是数字1,后面跟着100个零),所有的黑洞都会消散,只留下惰性能量。

相比之下,在巨大的危机下,恒星和星系的引力总有一天会再次将整个宇宙拉到一起。这个过程就像一个向后的大爆炸,伴随着星系团的崩溃和合并,然后恒星和行星融合在一起,最后,宇宙中的所有东西都会再次形成一个无限小的密集点。

宇宙终结的最后一个基本可能性被称为大裂口。在这种情况下,暗能量——一种与重力相反的神秘物质,将所有东西一片一片地分开。宇宙的膨胀会加速,直到遥远的星系以如此之快的速度离开我们,以至于它们的光不再被看到。随着扩张速度的加快,越来越近的物体开始消失星系分开、太阳系分开、行星、最后是原子,然后是宇宙本身。

哪一个“结局”会发生?由于暗能量的性质还没有被很好地理解,研究人员不知道哪种情况会占上风。考德威尔说,他希望正在开发中的天文台,如美国宇航局的广域红外勘测望远镜(WFIRST),或即将部署的大型天气勘测望远镜(LSST),将有助于阐明暗能量的行为,也许能更好地了解宇宙的终结。

对于宇宙是如何被杀死的,还有一种更可怕的可能。根据已知的物理定律,希格斯玻色子——一种负责赋予所有其他已知粒子质量的粒子——有一天可能会摧毁一切。当它在被发现时,发现希格斯粒子的质量大约是质子的126倍。但理论上,这种质量是有可能改变的。那是因为宇宙现在可能没有处于最低的能量配置中。整个宇宙可能处于不稳定的假真空中,而不是真正的真空。如果希格斯粒子以某种方式衰变成一个较低的质量,那么宇宙将进入一个较低能量的真正真空状态。

如果希格斯粒子突然转向质量较低、性质不同的粒子,那么宇宙中的其他一切都会受到同样的影响。电子可能再也不能绕着质子运行了,不在形成原子。同样,光子也可能产生质量,这意味着阳光就像是阵雨。任何生物是否能在这样的状态下生存还不得而知。 考德威尔说:“我认为这是一种粒子物理环境灾难。”它并不是直接导致宇宙消亡的原因,但它能使宇宙变成真正的炼狱。”

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