正在阅读: 宇宙的终极命运将会怎样?理论假说多种多样
  1. 时政
  2. 国际
  3. 时评
  4. 理论
  5. 文化
  6. 科技
  7. 教育
  8. 经济
  9. 生活
  10. 法治

宇宙的终极命运将会怎样?理论假说多种多样

2018-10-30 17:48来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  有媒体报道,一个国际研究团队近日发表论文称,他们从暗物质和暗能量的角度分析后得出结论,宇宙的寿命至少还有1400亿年。目前,宇宙起源已经有公认的理论,认为宇宙起源于约138亿年前的大爆炸,随后开始膨胀演化。但关于宇宙如何走向终结,理论假说却多种多样。

  正如有人说:“我不想知道我是怎么来的,我就想知道我是怎么没的。”对于宇宙究竟会怎么走向终结,科学家们苦苦探寻,提出了“大坍缩”“大撕裂”“大冻结”“大吞噬”等各种假说。

  “大撕裂”假说

  暗能量不断增加使宇宙分崩离析

  “宇宙的最终命运(或称为宇宙终极命运)是物理宇宙学研究的重要问题之一,目前看来它主要依赖于宇宙的空间几何结构以及暗能量的性质,宇宙终极命运的假说主要包括‘大撕裂’‘大冻结’和‘大坍缩’。”10月24日,中国科学院国家天文台副研究员陈云在接受科技日报记者采访时说。

  说起宇宙的空间结构,陈云介绍,其包括平直、闭合和开放3种可能性,可以分别类比于平面、球面和马鞍面。而暗能量则是宇宙中均匀弥漫的一种克服物质(包括普通物质和暗物质)所产生引力的“负引力”。暗能量的性质通常用它的状态方程(就是压强与密度之比)来刻画。不同的暗能量模型下暗能量的状态方程不同。有些模型下暗能量的状态方程是不随时间变化的常数,而这个常数可能等于-1,也可能大于或小于-1;还有些模型下暗能量状态方程是随时间变化的,就是说状态方程可能由大于-1随时间演变为小于-1,也有可能由小于-1变为大于-1。暗能量状态方程等于-1时它的密度是不随时间演化的常数,大于-1时密度会随着时间的增加而减小,而小于-1时密度会随着时间的增加而增大。

  由此,陈云表示,“大撕裂”假说认为如果暗能量是状态方程小于-1的“幽灵暗能量”,那么它的密度就会随着时间增加而增加,从而导致宇宙膨胀的速度越来越快,那么随着宇宙的不断膨胀,宇宙中的所有物质(甚至时空本身)最终都会被逐渐撕碎,瓦解为不受束缚的基本粒子和辐射。

  暗能量的确是宇宙间最神秘、最丰富的能量形式之一,约占宇宙68.3%的质能,但物理学家真的对它了解不多。上世纪90年代发现暗能量之前,物理学家认为因大爆炸而产生的宇宙膨胀正在减缓甚至停止。此后,通过对超新星的观测,天体物理学家们才意识到其实宇宙膨胀正在加速,并且有研究人员对110亿年前形成的星系进行测绘,发现宇宙正以过山车的速度膨胀。

  朴茨茅斯大学的马特·皮尔博士解释说,年轻时期宇宙的生长因引力的影响变缓,但在过去50亿年时间里,宇宙却开始快速膨胀,原因就在于一种神秘的力——暗能量。如果暗能量不断增强且持续扩散,就会推动星系相互分离,紧接着推动行星远离恒星,并造成一系列类似变化。最终,暗能量会强大到把原子核从原子中撕扯出来,并撕裂宇宙间存在的一切,使宇宙分崩离析。

  “大冻结”假说

  宇宙温度趋近绝对零度生命不复存在

  另一种比较典型的宇宙终结假说就是“大冻结”了。

  陈云指出,“大冻结”也被称为“热寂”(heat death)。这种假说认为宇宙最终会演化到一种没有热力学自由能的状态,也就是说宇宙达到一种热力学平衡(即具有最大熵)的状态,同时宇宙温度也趋近(但并未达到)绝对零度,从而任何宏观物理过程和生命都不复存在。在暗能量存在的情况下,不管宇宙空间几何结构是什么样的,“大冻结”都有可能发生。就算没有暗能量,如果宇宙空间几何结构是平直或开放的,“大冻结”也可能出现。

  “大冻结”假说认为在宇宙年龄为1万亿至100万亿年期间恒星会正常形成,但随后恒星形成所需的气体逐渐被消耗殆尽,从而使恒星停止发光,整个宇宙将逐渐陷入黑暗之中,随后黑洞将主导整个宇宙, 但是接下来黑洞自身也会因为霍金辐射(指来自黑洞的光和粒子辐射)而消失,然而再接下来宇宙是一直处于这种“大冻结”的状态,还是走向其他状态,还不得而知。

  有科学家表示,人们在煎蛋时,将一枚鸡蛋打碎放入煎锅,鸡蛋将无法恢复之前的形状。同样宇宙也是这样,伴随着不断进化——炽热气体逐渐形成恒星、行星,孕育人类和各种生命,熵(物理概念,用于度量无序程度)也在逐渐增加。而且一旦宇宙走向无序,就很难停止或反转,就如食物会腐烂、金属会生锈、人类会消亡一样。熵不断地增加,当宇宙中的紊乱达到最大程度时,“大冻结”就会来临。一旦熵达到它的最大值,所有能量将被均匀地分布在整个宇宙内,但任何可重复使用的能量或热量将不复存在,这意味着消耗能量的过程将不再继续。从根本上说,宇宙间的一切终将停止运转。

  陈云说:“由于暗能量的本质属性尚且不知,因此,宇宙未来的命运可能是‘大撕裂’,也可能是‘大冻结’,同时也有可能是先发生‘大冻结’再进入‘大撕裂’。”

  “大坍缩”假说

  宇宙膨胀速度不断变慢从而发生坍缩

  一些科学家认为,如果宇宙内的物质随着时间推移不断减少,大坍缩便会出现,导致引力成为占据支配地位的力。引力导致宇宙收缩,其结果是恒星、星系和行星相互撞击,宇宙发生塌陷,这就是“大坍缩”假说。理论物理学家表示,宇宙内的一些区域已开始塌陷,这种塌陷将最终吞噬宇宙其他区域。

  在陈云看来,“大坍缩”假说认为由于物质的引力作用宇宙的膨胀速度会不断变慢,从而终将停止膨胀并发生坍缩。然而在坍缩之后又将发生什么,尚不能确定;其中一种可能性就是宇宙坍缩到它的初始状态并再次发生大爆炸,从而使得宇宙处于“大爆炸”到“大坍缩”再到“大爆炸”这样一种循环的状态。不过最近的宇宙学观测都表明宇宙的膨胀速度不仅不会变慢,而且由于暗能量的作用膨胀速度在不断加快。简而言之,目前的观测数据不支持“大坍缩”假说。

  “此外,关于宇宙终结还有‘大吞噬’假说,我认为是没有科学依据的纯假想。”陈云说,“大吞噬”假说认为宇宙中的黑洞会逐渐吞噬掉所有天体和物质,并发生大黑洞吞噬小黑洞,最终整个宇宙只剩下一个超级大黑洞。这种假想不可信的理由很多,其中最主要的有3条:一黑洞只会吞噬掉进它视界内的物质,视界外的物质是不会被吞噬掉的;二黑洞并不是只进不出的,比如,星系中心的黑洞在吞噬物质的过程中,通常也会产生沿转轴方向向外的喷流,喷出来的物质又为产生新的恒星和星系提供了原料;三在暗能量主导的时期,由于暗能量的负压作用,相距较远的黑洞是不会发生碰撞的,也就是不会出现互相吞噬的情况。(记者 付丽丽)

[责编:蔡琳]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  1. 开心
     
    0
  2. 难过
     
    0
  3. 点赞
     
    0
  4. 飘过
     
    0

视觉焦点

  1. 三江源国家公园首次拍摄到黑狼活动影像

  2. 那些带着时光印记的“老物件”

独家策划

推荐阅读
中国碳排放总体虽呈上升趋势,但因政府积极采用了推广应用清洁能源与实施重大生态工程等措施,碳减排成效明显,排放增速逐渐降低,自2013年以来增速基本为零。
2018-11-16 15:49
上世纪80年代,在葛洲坝下江段还能经常见到误捕死亡或被船舶打死打伤的白鲟,后来就不常见了。危起伟最后一次发现白鲟幼鱼是在1991年,之后,在2002年和2003年分别接触过两次白鲟误捕抢救。
2018-11-16 09:35
我国首座高温气冷堆示范工程土建工作已基本完成,目前工程处于安装、调试关键时期,将于2019年建成发电。
2018-11-16 09:34
如果去到青藏高原、内蒙古的草原,人们很容易就能看到由铁丝制成的呈网格化的围栏,这是现代畜牧业管理中非常重要的一项手段。文章指出,从这些围栏设计对野生动物的影响来看,前三种围栏主要产生的是负面效应,而即使是用来保护一些重点物种的围栏,也可能对其他物种产生负面影响。
2018-11-16 09:34
表观遗传时钟是依照人体组织或体液的DNA甲基化修饰改变作为预测衰老的生物标志物。
2018-11-16 09:34
IPv6是用于替代现行版本互联网IP协议IPv4的下一代IP协议,可以为数以千亿的设备提供网址。去年底,两办印发《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》,提出用5年—10年时间,建成全球最大规模的IPv6商业应用网络。
2018-11-16 09:33
美团、中国物流与采购联合会昨天发布的《2018年中国即时配送行业发展报告》显示,2018年中国即时配送行业订单量将超过120亿件,活跃用户将超过3.6亿人。
2018-11-16 09:33
应用于“世纪工程”港珠澳大桥的“鹰眼”和“哨兵”人脸识别,实现8秒通关,已为全球瞩目。的卢深视创始人兼CEO户磊介绍,港珠澳大桥人脸识别项目,从接触项目、竞标成功到成功交付,团队经过一年的测试和打磨。
2018-11-16 09:33
天文专家介绍,作为每年11月天象的主角,有着“流星雨之王”称号的狮子座流星雨18日将迎来极大,当天黎明前是观测它的最佳时段。
2018-11-16 09:33
一个国际团队14日在英国《自然》杂志发表报告说,他们对此前获取的大量天文数据分析后认为,一颗质量至少是地球3.2倍的寒冷行星可能正在绕一颗红矮星运行。
2018-11-16 09:32
新华社悉尼11月15日电澳大利亚研究人员最新发现,在海水逐渐变酸时,成年南极磷虾能够维持体液的酸碱平衡,表现出适应海洋酸化的能力。结果显示,在海水变酸时,成年南极磷虾仍能维持体液的酸碱平衡,维持正常的生理活动,继续生长。
2018-11-16 09:32
从今年10月份起,作为贵州较早发展智慧旅游的景区之一,黄果树景区全面实行实名制购票,游客可使用第二代居民身份证、临时身份证以及护照等证件,通过售票平台“快行漫游网”预订门票。
2018-11-16 09:26
记者从北京高级法院获悉:如今在北京,当事人不仅可以通过扫描微信二维码快速立案,而且可以通过在线调解系统,实现网上材料对接、网上证据展示、网上确认调解结果。
2018-11-16 09:27
罗文说,应抓住机遇,发挥好我国渗透融合和应用创新优势,从“连接”中挖掘新动能,打开新空间,重塑竞争力。与此同时,我国加快基于互联网协议第六版(IPv6)的下一代互联网规模部署,推动形成下一代互联网自主技术体系和产业生态。
2018-11-16 09:27
总部设在澳大利亚墨尔本的保健品品牌斯维斯在多个中国电商平台同步参与“双十一”活动,举办的网络直播活动吸引124万网民观看,成为“双十一”期间最畅销的保健品品牌之一。
2018-11-16 09:27
记者15日从商务部获悉,2018年“双11”当天全国网络零售交易额突破3000亿元,再创历史新高。数百万家线下实体店参与了此次“双11”的促销活动,各大电商平台也大力发展线下业务,推动线上线下联动的全渠道购物。
2018-11-16 09:27
与人们出行密切相关的网约车领域,一边是安全、监管问题备受关注,一边是越来越多玩家入局。如今滴滴忙于内部整顿,的确给了其他玩家一个进入的好时机,但车企对出行领域的运营与服务并不擅长。
2018-11-16 09:26
家住苏州市相城区的张群是个网络公益“达人”,经常会参与一些互联网公益项目。“冷静器”的推出,是互联网公益透明化的一次新尝试,意在鼓励用户捐款前多想一秒,查看项目具体情况、理性捐助。
2018-11-16 09:26
买卖商品是商场最基本的功能,如果线下实体店退货体验差,让消费者不敢放心购物,这些商场就是主动把顾客推向了电商,无论有多么花哨的揽客手段,也留不住客。
2018-11-16 09:26
海洋二号卫星可全天时、全天候获取海上风、浪、流、潮汐和海温等海洋水文气象信息,将为我国的海洋观测开辟一个崭新的领域。上面搭载的定标辐射计是为海洋二号雷达高度计提供大气路径延时校正的微波辐射计。
2018-11-15 17:27
加载更多