科学家提出宇宙终止可能性 或自我膨胀形成无限虚空

伤我心太深

凤凰网科技讯 北京时间10月27日消息，美国太空网报道，一直以来科学家关于宇宙是否会终止，甚至它究竟会不会终止的问题不确定，近日他们提出了好几种宇宙命运的可能性，各种可能性分别名为大挤压（Big Crunch），大瑞普（Big Rip）和大冷冻（Big Freeze）。最终太空将自身坍塌，毁灭所有存在的恒星和星系，或者自我膨胀形成无限的虚空。

图1 电脑模拟宇宙大规模结构形成的快照，展示了一亿年间导致，星系间的相关运动流向中央质量密度最高的区域。

乐观的想，宇宙的终止将要经历几十亿甚至几万亿年才会发生，我们之后很多倍子孙都无需担心。如果那个时候人类仍然存在的话，他们可能就要好好考虑下这个问题。
暗能量的作用
宇宙的命运很大程度依赖于暗能量。这种无法解释的能量与重力相反作用，撕裂宇宙。科学家曾在努力研究由于重力向内拉伸导致宇宙膨胀是如何减慢时，首次发现暗能量的存在。他们发现这种膨胀速率其实是在加快。这项令人震惊的发现使得三名天体物理学家获得了2011年诺贝尔奖。
如果这种暗能量在未来以相同的力量持续拉伸，那么太空将继续碰撞，星系之间的距离将拉伸的越来越宽，速率越来越快，最终由于距离太远，我们将无法看到银河系以外的任何东西，宇宙也将变得相对孤立，更冷、黑暗和空无，因此这种情境被称为大冷冻。


下注
科学家认为这种愿景是宇宙最可能的未来，因为对宇宙的最好的观测表明，暗能量的拉伸力气仍保持相对稳定。这符合了一种理论，即暗能量是爱因斯坦广义相对论中所谓的宇宙常数。
大瑞普
大冷冻并不是不可避免的。如果暗能量并不是恒量而是随着时间增加，我们可能面临科学家提出的大瑞普的情景。目前暗能量的强度并不足以克服小的局部的引力。然而如果暗能量变得更强，它足以抵消，并不仅仅是在宇宙星系间膨胀，而是在宇宙中膨胀。
大挤压
另一种可能性是暗能量的强度随着时间减少。这样的话，宇宙膨胀将会停止加速，最终减慢。如果暗能量足够微弱，引力将最终战胜暗能量把宇宙变回曾经的面目。这样的结果便是大挤压。“这种坍塌最初无害，宇宙的密度将会缓慢上升，” 波吉尔沃德说道，“到达某个时间点，这种坍塌将会导致宇宙的密度和大爆炸的时候一样大小。”
根据广义相对论，大爆炸时宇宙只有一个点那么小，密度无限大。然而很多物理学家认为这种理论并不完整，不能完全的描绘那时的量子和引力。因此，如果宇宙自我紧缩，它是否会在达到最小体积最大密度的状态时停下来，或者某种防护剂的力量将会介入，逼迫宇宙向外膨胀，然后再重新开始紧缩-膨胀的循环。
解开神秘之谜
如果科学家能更好的解释未来宇宙命运之谜，他们将更好的研究暗能量。“现在最大的问题是，究竟什么是暗能量？” 坎布里奇哈佛- 史密森天体物理中心的天体物理学家阿列克谢-维科里尼这样说道，”所有的答案都取决于暗能量的物理本质。”对于这个问题，研究学者要继续对宇宙随着时间膨胀的速率做更多更精确的测量。再过十年甚至更多，科学家有望信心十足的陈述暗能量究竟是常数，还是自从140亿年前宇宙大爆炸起就不断发生变化。（编译/严炎刘星）