当前位置:首页 > 宇宙时间奥秘 > 正文

宇宙的五个终局

2021-01-27 宇宙时间奥秘

这要从爱因斯坦1915年发表的广义相对论说起,在广义相对论当中有个著名的引力场方程。爱因斯坦发现这个方程预示着宇宙正在发生膨胀。
 
 
这和爱因斯坦的宇宙观是不相符的,因为在爱因斯坦之前,人们普遍相信宇宙是永恒的,不会随着时间的推移而发生大的变化,也就是说,宇宙是没有开端,更不会有结局,它就应该是一直存在着的。于是,爱因斯坦在方程加入了宇宙常数,这个常数只要进行合理的取值,宇宙就可以不发生膨胀。
 
宇宙的五个终局
当时还有很多人提出反对的意见,他们认为爱因斯坦这样做并不符合科学精神。不仅如此,在接下来的宇宙学发展过程中,爱因斯坦被啪啪打脸,哈勃通过观测发现了宇宙真的在发生膨胀。据说得知这个消息之后,爱因斯坦特别后悔,他认为这是它一生犯过最大的错误。
 
 
后来,宇宙学基于爱因斯坦的广义相对论继续往前发展。最终,标准宇宙模型被提出来,如今这个模型被称为Λ-CDM模型。这里的Λ指的是宇宙学常数,它和暗能量有关,CDM指的是暗物质。这个模型的前身是宇宙大爆炸模型,之所以如今更名,主要是因为未来宇宙的演化主要是暗物质和暗能量来主导,只不过这两种物质都是我们观测不到。但是它们占据了宇宙物质总量的大头,已知的物质只有不到5%。
 
 
暗能量提供的是促使宇宙膨胀的斥力,而暗物质和已知物质一样都是引力。因此,未来宇宙的走向本质上是斥力与引力的博弈。由于科学家没有办法直接观测到暗物质和暗能量,因此想要直接通过研究暗物质和暗能量来推导宇宙的终局很难。
 
后来,有一位科学家叫做爱德华·哈里森,他想到了利用空间曲率K和宇宙常数Λ相互结合来推导宇宙的终局。
 
 
科学家基于爱德华·哈里森的研究,进一步推导得到了宇宙终局的5种假说。这5种假说最终导向哪一种取决于宇宙密度Ω。总的来说,宇宙的死亡分两大类,一类是热死亡,一类是冷死亡。
 
所谓的热死亡,说的是未来宇宙可能膨胀到一定程度后,会再收缩回去,这也就是大挤压。
 
 
在这种情况下,科学家又推导出了两种可能性。有科学家认为收缩过程中由于能量巨大,很可能会触发第二次大爆炸,这也就是大反弹。
 
于是,科学家就进一步提出,既然会发生大反弹,那可能宇宙就是在无穷无尽的“膨胀-收缩-大反弹”的循环中振荡。
 
 
所谓的冷死亡,是说未来宇宙会继续膨胀下去,最终连原子结构都被撕裂开,这种解决也叫做大撕裂。
 
在冷死亡中,还有一种假说叫做热寂说,这种假说认为宇宙未来会发生处处温度都相等,不再有热传递,也就没有信息的传递,宇宙陷入一片死寂。
 
所以,热死亡对应三种宇宙终局,而冷死亡对应两种宇宙终局,加起来一共是5种。