宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭


宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭


文章图片


宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭


文章图片


宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭


文章图片

【宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭】
宇宙的结局是“大撕裂”还是“热寂”?为何物质的宿命是毁灭


无数亿年后 , 我们的宇宙会迎来怎样的结局?根据现有的理论准备 , 科学家认为宇宙最可能迎来两种结局 。

第一种结局:宇宙中所有的基本粒子以超光速相互远离导致“大撕裂” 。
第二种结局:宇宙的熵达到最大 , 导致“热寂” 。

想要说宇宙的结局 , 不能避开的就是宇宙的起点 。 其实现在很多人都知道 , 我们的宇宙来自138亿年前的一场宇宙大爆炸 , 这场大爆炸则是来源于一个奇点 。 在现在 , 宇宙大爆炸理论基本上已经成为了最主流的科学理论 , 但是在这个理论提出之初 , 大多数科学家对其都是嗤之以鼻的 。
科学界是如何不屑这个理论的呢?举个例子 , 当初天文学家哈勃通过观察发现了宇宙正在膨胀的事实 , 这是宇宙大爆炸理论的基础之一 。 爱因斯坦则在研究广义相对的时候则是计算出了一个动态的宇宙 , 最后为了让宇宙相对静态 , 他竟然否定了自己的计算结果 , 强行引入了“宇宙常数” , 这完全就是对宇宙膨胀的否定 。

后来爱因斯坦知道了哈勃的观测结果 , 竟然还不信 , 于是自己跑到天文台亲自去观测 , 最后不得不相信这一事实 , 于是不得不删除宇宙常数 , 最后更是将其视为自己一生最大的错误 。
当然这句话不对 , 爱因斯坦一生中最大的错误实际是对量子力学的否定 , 他完全不信玻尔的那套哥本哈根学派解释 。 至于宇宙常数与如今标准宇宙模型里的暗能量遥相呼应 , 这就是另外的故事了 。
言归正传 , 在大爆炸之初 , 在没有时间也没有空间且一切未知的混沌状态下 , 一个体积无限小 , 密度无限大 ,温度无限高 , 时空曲率无限大的“奇点”发生了大爆炸 。 大爆炸发生数秒之后 , 宇宙经过了“暴涨期”、“粒子期”、“核时期” , 随后就是数万年的“物质期” , 到这里宇宙终于出现了物质;就这样又过了几十万年 , 星系和恒星系统终于形成 。

从现状来看 , 宇宙虽然有138亿岁的“高龄”了 , 但是我们的宇宙实际上还很年轻 , 因为从现有的情况来看 , 宇宙走向终结至少还有数百上千亿年 。 但是无论还有多久 , 只要是有限的 , 那么这一天一定会到来 , 那么无数亿年后 , 宇宙将如何迎来终结?
我们先来看看“大撕裂理论” , 这个理论其实是根据标准宇宙模型里的暗能量来的 , 也叫“宇宙暗能量假说” 。 这个理论认为 , 宇宙的空间正在暗能量的作用下不断地加速膨胀 , 但是空间中的物质却没有发生膨胀 , 这是因为物体间的万有引力阻挡了这个膨胀作用 。
但是对距离很远的星系或者星系团而言 , 它们之间的距离经常以千万光年甚至上亿光年计算 。 在这个尺度下 , 引力的作用微乎其微 , 完全不是空间膨胀的对手 , 因此我们会观测到星系正在加速远离我们 。

这个远离是不可逆的 , 走了就不回来了 , 走得越远就离开得越快 , 这意味着随着时间的推移 , 我们将再也看不到别的星系 。 直到有一天 , 就连恒星之间的引力也不足以对抗空间膨胀了 , 这时候 , 星系就会发生解体 , 其他的恒星也会离我们而去 , 假如这时你还可以仰望天空 , 那你的头顶将是一片黑暗 。
膨胀进一步发展下去 , 当物体间的引力都无法对抗空间膨胀了 , 宇宙中绝大多数的宏观物体都会发生解体 , 恒星粉碎 , 行星解体 。 到最后 , 就连电磁力和强相互作用力也对抗不了空间膨胀 , 这时所有的物质都会瓦解 , 就连微观结构都会被撕裂 。 然后宇宙中只剩下基本粒子 , 最终所有的基本粒子相互远离的速度达到甚至光速 , 这就是所谓的“大撕裂理论” 。

那什么是“热寂”呢?科学家所理解的热寂其实就是宇宙继续加速膨胀 , 最终导致整个宇宙都接近绝对零度的场景 。 这时候 , 所有的恒星都已经熄灭 , 整个宇宙都暗淡无光 , 黑洞成为了宇宙的绝对主角 。 当然 , 由于霍金辐射的存在 , 黑洞也开始慢慢蒸发 。 最终 , 所有物质都均匀地分布在宇宙中 , 宇宙的熵达到最大值 。

推荐阅读