宇宙起源将被改写,诺奖得主彭罗斯:宇宙在循环,已找到证据


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人类总是在思考的三个哲学问题 , 我是谁 , 我来自哪里 , 我又将去向何方?带着这三个问题 , 人类将自己居住的地球翻了个底朝天 , 通过各种生物化石以及历史遗迹整理出来了人类的演化过程 。

人类起源
不过就是因为人类有着聪慧的大脑 , 善于思考 , 研究完了自己 , 又将我们的目光转向了浩瀚的宇宙 , 不仅要弄清楚地球是怎么形成的 , 还要了解宇宙的起源 。
宇宙大爆炸
现在科学界的主流思想认为宇宙是源于一次大爆炸 。 不过这个理论的形成和接受也是有一个漫长的过程的 。 作为推动这个理论的鼻祖就是著名的科学家爱因斯坦了 。 在他没有提出广义相对论之前 , 科学界对于宇宙的来源众说纷纭 , 但都没有一些实际的数据或者证据进行支撑 。

宇宙物质
而广义相对论中就提出了一个引力场方程 , 基于这个方程 , 科学家们可以通过数学的方式来计算并且推断出宇宙的起源以及未来的状态 。 勒梅特就此推断出了宇宙是从一个很小的点膨胀开来的 , 这就是最早的原生原子说 。 在这个基础上 , 哈勃又通过不断地观测 , 发现了宇宙红移现象 , 也就是宇宙中的星系都在不断地向外远离 , 并且越往外移动的速度越快 。

红移现象
这意味着宇宙仍在膨胀 , 就像勒梅特认为的那样 。 如果这些星系在逐渐地分开 , 那就意味着在很久以前 , 所有的东西都是紧密相连的 。 最终 , 在这些前者的基础上推导出了宇宙大爆炸理论 。 宇宙大爆炸 , 就是宇宙从一个拥有高密度 , 高温度以及高能量的奇点爆炸而来 。

宇宙大爆炸
爆炸后的物质向外扩散 , 逐渐地减慢了速度 , 沉淀下来形成星云 , 星云中又孕育了各种星球 , 这其中也包括了地球 。
宇宙的未来会是怎么样?
基于引力对不同密度的物质将产生不同的影响这个前提 , 科学家推测出宇宙未来可能会出现的命运 。 在这里 , 我们首先要引入一个概念 , 临界密度 。 临界密度是指宇宙中物质的平均密度 。 保持这个密度水平 , 宇宙中的引力能够达到一个平衡点 , 这样就能够恰好阻止宇宙进一步扩张和膨胀 , 但是这个过程需要较长的一个时间 。 同时 , 为了对宇宙的未来做出可靠的预测 , 科学家首先要计算出宇宙的平均密度 。 要进行计算 , 他们先要了解组成宇宙的物质是什么 , 他们的密度分别是多少 。

宇宙密度
在大约30年前 , 天文学家们还认为宇宙几乎都是由构成恒星、星系和行星组成的 \"普通 \"物质组成 。 然而 , 随着近年来科技的发展 , 我们观测到了许多以前没有发现或者我们肉眼看不到的物质 , 比如宇宙中存在的辐射、一些重子物质、暗物质和暗能量 。

宇宙中物质构成
而宇宙的未来会变成什么样子 , 则是取决于它的密度是大于、等于还是小于这个临界密度 。 因此 , 就产生了三种可能性 。
1. 形成一个封闭的宇宙
如果宇宙的密度大于临界密度 , 那么宇宙中的引力强大到足以阻止宇宙继续膨胀 , 形成一个封闭的宇宙 。 最终 , 宇宙中的引力将引导这个封闭的宇宙向宇宙的内部坍缩 , 以 \"大挤压 \"的方式结束 。

封闭的宇宙
2. 形成一个向外扩张的宇宙
如果宇宙的密度小于临界密度 , 那么宇宙的引力就会大大减弱 , 无法阻止宇宙继续膨胀下去 , 而且速度会越来越快 。 随着宇宙的不断膨胀 , 所有的恒星和星系将最终耗尽它们的能量 。 失去了能量支持的宇宙将彻底冷却下来 , 形成一个寒冷但是却向外扩张的宇宙 。

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