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沒有時間了?研究表明:宇宙膨脹正在減速,1億年後将開始坍縮

作者:碎碎念大王

導語

20世紀20年代,哈勃在觀測宇宙的過程中發現宇宙的星系大多在遠離地球,而一部分星系還在遠離太陽系,于是哈勃提出了“漆布什-坎貝爾-哈勃定則”,宣布宇宙不是靜止的,而是處于膨脹狀态。

然而在德國人弗裡德曼提出的大爆炸模型中,宇宙的膨脹速度是越來越快的,而哈勃的觀測似乎證明了弗裡德曼的推導是錯誤的。

然而到了20世紀末,珀爾馬特等實體學家卻發現了宇宙膨脹速度加快的證據,這一發現也為研究宇宙的未來提供了理論依據。

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正是在這20多年的時間内,宇宙從“穩定膨脹”到了“加速膨脹”,宇宙的“未來”也是以産生了焦慮之感:人類和地球是否還有多久活命?

但是最近的研究卻發現雖然宇宙的膨脹速度在加快,但是未來卻将停止膨脹,甚至還将開始坍縮。

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一、 宇宙的加速膨脹。

在哈勃發現宇宙大部分星系在遠離地球之後,美國的社會人文和科技教育促進學會就發起了一項耗資巨大的天文學研究:在哈勃的基礎上進一步觀測各類星系,試圖找出宇宙是怎麼膨脹起來的。

然而在進行了大量的觀測工作之後,實體學家發現大部分星系的膨脹軌迹比較符合弗裡德曼大爆炸模型,而那一小部分星系膨脹軌迹比較離譜。

實體學家們認為這些“自帶膨脹速度”的星系無疑是有問題的,但是又沒法簡單的用“不符合大爆炸模型”這個理由予以丢棄,于是就想出了一個方法對其進行觀測:用兩種紅移方法同時對自帶膨脹速度的星系進行觀測

兩種紅移方法分别是“視差紅移”和“廣普勒紅移”,用視差紅移方法對自帶膨脹速度的星系進行觀測。

視差紅移就是用給定的一些恒星來進行測量,因為這些恒星都在地球上固定的位置,是以它們的紅移速度就是宇宙膨脹的速度,用它們的紅移速度來對星系的膨脹速度進行觀測。

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結果讓人非常緊張,自帶膨脹速度的星系的視差紅移速度小得可憐,然而廣普勒紅移則過于離譜:自帶膨脹速度的星系的廣普勒紅移速度非常高,高得讓實體學家感到不可思議。

這可是一件非常可怕的事情,因為如果實體學家們能夠找到一種力量能夠讓星系自帶膨脹速度,那麼這種力量極有可能會導緻太陽系和地球也遭殃。

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于是實體學家開始全力對自帶膨脹速度的星系進行研究,研究的結果讓實體學家們非常吃驚,因為這些星系的廣普勒紅移速度與它們距離地球的距離存在一個線性關系。

衆所周知,宇宙中除了引力之外别無他法影響物體之間的相對速度,那麼個線性關系就意味着:這種影響自帶膨脹速度的力量通常來說是随着物體間的相對位置而減小的

于是就很容易想到:那麼這種力量的方程式很可能是一個和距離的平方成反比的。

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于是實體學家就提出了一種可能性:它就是愛因斯坦為了讓宇宙能夠穩定下來而提出的一種存在于宇宙中的力量—暗能量。

暗能量是一種不受引力影響的力量,就像一種不可壓縮的空氣,無法被重物壓迫,隻會随着宇宙膨脹不斷膨脹。

然而暗能量的壓縮系數是随着宇宙的膨脹而不斷衰減的,但是這種衰減非常緩慢,現在的宙也隻是暗能量的壓縮系數的一絲而已,暗能量的膨脹是不會被暗能量的衰減速度所影響的。

但是不同于宇宙的膨脹,暗能量的壓縮系數的變化卻是會驅動宇宙的膨脹速度發生變化的,實體學家們認為目前宇宙的膨脹速度增大的原因無疑是暗能量的壓縮系數不斷減小引起的。

暗能量的變化極終于被實體學家們找到了可以利用的手段:用各類星系的視差紅移速度差對暗能量的壓縮系數進行觀測,結果是驚人的:暗能量的壓縮系數的确是在衰減的,而且衰減的速度是随着宇宙的年齡不斷增大的。

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但是更讓人感到緊張的是,暗能量的壓縮系數到底是否會減小到足以讓宇宙停止膨脹?而如果是這樣,那麼距離宇宙開始坍縮又有多遠?

是以實體學家們紛紛對暗能量的減小進行了研究,他們發現暗能量的膨脹速度并不是随着暗能量的壓縮系數的大小而增加的,恰恰相反,随着暗能量的壓縮系數不斷減小,宇宙的膨脹速度反倒大大增加了。

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二、 宇宙的坍縮。

實體學家們為什麼會這樣研究暗能量的變化:某種程度上是因為宇宙加速膨脹的研究被授予諾貝爾實體學獎,但是更重要的原因是:暗能量的變化會對宇宙的未來有怎樣的影響?

這種關鍵的問題吸引着實體學家們對暗能量的變化進行了深入的研究

現在的宇宙是處于加速膨脹狀态,那麼暗能量的壓縮系數一定是随着宇宙年齡的增加不斷減小的,但是這種減小不會影響宇宙的膨脹,反而會讓宇宙的膨脹速度越來越快。

那麼暗能量的壓縮系數到底什麼時候才能夠讓宇宙的膨脹速度不再增加?

事實上,暗能量的壓縮系數是存在一個臨界值的,這個臨界值叫做危險方程,因為它是宇宙能夠穩定膨脹所能達到的最大值。

也就是說,當暗能量的壓縮系數下降到危險方程以下,宇宙就會逐漸出現減速膨脹,最終停止膨脹。

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那麼暗能量的壓縮系數到底還有多少?用現在的宇宙年齡來推算,距離現在6500萬年後,暗能量的壓縮系數就會下降到危險方程以下。

按照目前宇宙的膨脹速度,6500萬年足夠讓宇宙繼續膨脹下去了,但是距離那個時間也不是很遙遠,随着暗能量的壓縮系數不斷下降,到6500萬年之後,宇宙的加速膨脹就将結束,之後宇宙的膨脹速度就将開始逐漸減小,直到最終停止不膨脹。

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暗能量的減小也意味着另一個問題:宇宙裡的引力主宰者将不再是暗能量,而是原本就在宇宙中存在的引力,當暗能量不再是引力的對手,引力就将開始逐漸收攏宇宙中的各個星系,直至最終引力再度促使整個宇宙發生坍縮。

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然而這一次的宇宙大爆炸将是經過上帝的反思的,是以将會和上一次的宇宙大爆炸有很大的不同,那麼宇宙将會回到怎樣的狀态,而這種狀态是否會被人類所了解和認知,都是未知的。

但是有一個是可以确定的:那就是再次發生大爆炸之後,上帝将會創造出另一個宇宙來。

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三、 這是一個好消息還是壞消息?

暗能量的減小對于人類和地球的未來到底是一個好消息還是壞消息?

說它是一個壞消息肯定沒什麼人反對,但是它是一個好消息也并不是沒有人支援的,畢竟宇宙大爆炸是一件非常神奇的事情,而且宇宙大爆炸之後上帝還是會創造出新的宇宙來。

然而暗能量的減小離我們現在距離6500萬年還有很長的時間,而宇宙大爆炸離我們的現在也很遙遠,是以實體學家們對于宇宙的未來并不是很關心,他們關心的是:暗能量的減小會對其他力量的平衡産生怎樣的影響?

畢竟宇宙中有三種力:強核力、弱核力和引力,他們之間也是存在平衡的,現在宇宙中強核力和弱核力的平衡狀态顯然是和暗能量密不可分的那麼随着暗能量的減小,他們之間的平衡又将會是怎樣的?

宇宙中的力平衡猶如玩具中懸挂的各類重物,如果有一個重物不斷往上移動,那麼它和其他重物都将失去平衡,最終它們之間的關系也會變得和現在不同。

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人類有可能在暗能量減小的過程中尋找到宇宙的平衡關系,但他們也有可能在尋找過程中走進死角,最終隻能等待上帝創造一個新的宇宙,畢竟宇宙的平衡關系和實體定律也是和上帝的喜好一樣,令人無法了解。

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結語

宇宙的膨脹是一個不斷探索的難題,它的未來也是一個不斷演進的故事。

既然如此,研究宇宙,就要跟上宇宙的腳步,無論它膨脹的多麼迅速,坍縮的多麼驚人

我們都要借助它的動力,看清它的前景,因為這個前景可能是人類星系探索的架構,也可能是地球生命存續的契約…

也可能是更多的未知。

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