宇宙会消亡吗?宇宙的结局到底是什么?或许,你会觉得这个问题过于荒谬、遥远,这种担心过于杞人忧天。但目前科学界的一致共识,却是宇宙必然消亡,只是死亡日期未知,可能在几万亿万亿年之后,也或许是在你关闭视频的下一刻。关于这场遥遥无期的“终极末日”,科学家有四大猜想——大坍缩、大冻结、大撕裂以及真空衰变。
宇宙
今天,队长将带领大家一起,去深入了解这四种猜想。拯救宇宙苍生的重任就靠我们了。
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大坍缩万物有始有终。我们都知道,宇宙起源于一场奇点大爆炸,随后急速膨胀,时空出现,各类基础物质包括暗物质一同生成,彼此作用牵引,共同创造出无数个色彩斑斓的星体。
但是,宇宙中只有基础物质和暗物质吗?
根据科学家的预算,在当前宇宙中,人类可以感知或探知到的物质仅占4.6%,另有24%是暗物质,而剩下的71.4%就厉害了,它被称为“暗能量”,它是宇宙膨胀的源头,不断与宇宙自身引力相对抗,阻止物质与空间的坍缩。
是暗能量和引力之间的对抗,基本上决定了宇宙的结局。
宇宙
那么这和大坍缩又有什么关系呢?
根据目前观察,暗能量的密度保持恒定。不过一旦因某种原因,暗能量的密度骤减,引力占据优势,推动物质与空间压缩,便极易导致“宇宙大坍缩”的发生。
目前,现有科技所观察到的宇宙光谱都是红移的,也就是光谱谱线向红色一侧移动,说明波长变长,频率变低,证明宇宙正在扩张。而一旦“大坍缩”发生,宇宙膨胀将踩急刹车,逐渐暂停,宇宙开始向内收缩,此时宇宙光谱谱线开始向蓝色一侧不断移动,宇宙温度和密度均快速上升。此刻,人类若仰望天空,将看到某些只有在科幻片中才能看到的骇人景象:
无数蓝色恒星急速燃烧,越来越亮,直到超新星爆发,大量宇宙烟花在死寂中绽放,仿佛正在举办一场末日狂欢。同时,星系、星球间的剧烈碰撞,产生的冲击波与核辐射将宇宙变成一片死亡战场,任何生命都会瞬间湮灭。
直到最后,所有的宇宙实体,坍缩成一个黑洞,体积趋于无穷小,密度与温度则趋于无穷大,仿佛回到了奇点的状态,等待下一次大爆炸的发生。届时新的宇宙时空将会诞生,如凤凰涅槃一般,不断循环下去。
宇宙
实际上,这种假设与我们的实际观测结果相悖,只要暗能量保持稳定,“大坍缩”就永远不会发生。不过,这种死法还是幸运的,宇宙将进入轮回,仍抱有生机与希望。不像下一个宇宙结局,只有死寂与绝望。
热寂(大冻结)何为“热寂”呢?顾名思义,就是热量沉寂冷却,也称“大冻结”。这是目前发生概率最大的结局。因为根据近年来的观测结果,科学家推测,暗能量会一直保持恒定密度,宇宙会一直膨胀下去。
在这个结局里,随着宇宙加速膨胀,恒星如同深夜中蜡烛,变得越来越黯淡,温度也越来越低。包括元素、星体在内的宇宙万物,它们之间的距离越来越远,新恒星的形成速度会越来越慢。像阿贝尔2029星系团这样,直径范围超过810万光年的巨大星体结构,将不再出现。
不过,从地球的角度来看,我们的星空将迎来一场壮美景象——受引力作用,作为邻居的仙女星系将以时速35万公里的速度袭来,只需要41年,仙女星系将与银河系撞个满怀。地球瓦解破碎,人类会在集体哀嚎中,化作一团灰烬。
之后,恒星都将逐个熄灭,坍缩形成的矮星、中子星和黑洞也会继续衰变蒸发,最后在虚空中只剩下亚原子粒子的海洋,以及永恒的黑暗。
那么,造成热寂的元凶到底是什么呢?
宇宙系统中物质的诞生、运动、消亡等等现象,背后都有一样东西在驱动,那就是能量。而且只有能量的分布不均匀时,即存在能量差时,才能够被利用。
比如像水力发电,利用的便是水由高处流到低处所产生势能,再比如热量只能从高温处传达到低温处。
可是,你是否想象过这样一种情况:当宇宙系统内所有的能量或热量完全分布均匀时,会发生什么呢?
答案是,能量差消失,宇宙万物终将具备同样的温度和能量,再也没有运动的理由。
届时,宇宙的衰败无可挽回,恒星全部熄灭,以矮星为代表的各类简并天体不断坍缩,整个宇宙又空又冷,温度无限逼近绝对零度。
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所有文明与生命都将不复存在,惟有释放着霍金射线的黑洞存活下来,宇宙正式进入黑洞纪元。
可是你以为黑洞就可以逃过一切吗?不,它也在不断蒸发,直至消亡。而在黑洞爆炸前,可能产生剧烈的伽马射线,照亮宇宙,化作宇宙最后的强光。终于,宇宙走入寂灭。
大撕裂相比前面两个漫长的死亡过程,大撕裂要痛快一些,只需要半个小时。只不过,宇宙一旦选择这种死法,将极其惨烈。
前文提到暗能量,如果它的密度变得越来越大,宇宙膨胀速度则越来越快。如果我们将宇宙看作一块手帕,
与暗能量对抗的引力就是手帕上的纤维,维持着手帕的完整,一旦引力小于急速增大的暗能量,宇宙将会瞬间被暗能量撕碎。星系团和星系被打散,星体被撕裂,地球被毁灭。
值得注意的是,这种破坏还将逐级向下,连微小的原子也难逃一劫,它会在宇宙终结前的最后万亿分之一秒内被撕裂。宇宙万物都会因暗能量而挫骨扬灰。
当然,听上去很可怕,不过这种结局发生的概率极其小,即便是发生,也是500亿年之后的事情了。
真空衰变真空衰变,是近年来,天文学家才提出的猜想。发生概率更小,不过也更可怕。刚才讲到大撕裂的发生时间是30分钟,在这个空档里我们还能吃个早饭,但是真空衰变却是一瞬间的事情,我们根本来不及反应。
首先,说明一点。我们的宇宙是非常懒的,它希望自己可以从高能量状态回落到一个最低能力状态,也是最稳定的状态,那就是“真空状态”。
长期以来,我们都以为宇宙已经进入了真空态,所以各类星系一直平稳运转。
而一群物理学家跳了出来,提出了一种大胆猜测。他们认为,我们目前宇宙并未进入最低能量级,只是暂时困在 “能量山谷”中,处于一种“伪真空”状态,暂时稳定。
一旦有外力给予宇宙一种巨大的能量,比如黑洞蒸发。这种稳定将瞬间打破,宇宙开始向真空跌落。此时,宇宙中会出现一个“真空泡”。
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真空泡一旦出现,便会光速扩大,带来巨大的*伤力。那么它的*伤力有多强呢?真空泡虽是真空的,但其泡壁边缘带有巨大的能量,会产生强大的压力。随着自身扩大,真空泡会摧毁掉一切它接触过的物质,甚至包括时空本身。就像刘慈欣在科幻小说《朝闻道》中讲述的那样,一台高能粒子加速器将粒子倘若加速到1020电子伏特的能量,将立刻触发真空衰变的连锁反应,并将以光速向宇宙扩散,瞬间毁灭一切。总而言之,大坍缩、大冻结、大撕裂,或是真空衰变,不论是哪种宇宙结局,宇宙的寂灭是无法逃避的。虽然极为遥远,我们人类仍要做好积极准备,努力延缓这场终极末日的降临,或是选择如何体面的离开。当然,恒星熄灭、星云爆炸、黑洞蒸发,这些都是宏观层面上,那么微观层面上的寂灭是什么样子的呢?对这个话题感兴趣的小伙伴,可以弹幕或者评论区留言,当然别忘了给队长按点赞,来个超级推荐,生活很美好,感谢有你们,咱们不见不散。