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宇宙的未来将会是什么样子

文章主题:天文历法  文章来源:文化杂谈  发布时间:2018-08-14 21:44:08

目前,物理学和天体物理学已能描述自大爆炸以来宇宙的发展过程。它将来会发展成什么样子?人类目前还不能给出明确的答案,只能推测有各种可能,具体地说,宇宙的未来将会有两种可能性。

宇宙

大家知道,宇宙有膨胀的,远处的星系正飞离地球而去。哈勃参数告诉了人们有关宇宙原始大爆炸的初期膨胀速度。因为有某种在推动它的力,所以远处的星系并不是相互分离的,而是200亿年前原始大爆炸抛出的物质。

宇宙的未来

由于星系间的引力,随着时间的推移,退行速度将会变慢。如果速度太慢,最终会使星系停止运动。这样星系会被毁灭吗?或者宇宙会永远膨胀吗?现在,让我们试答这两个问题。

远处星系退行速度变慢主要取决于宇宙间的质量。要计算宇宙的质量密度不难,这对阻止星系分离退行是十分有用的。这里说的质量密度为临界密度(4.5×10-30克/立方厘米),其值取决于哈勃参量。

宇宙的未来

人们会问:宇宙中质量密度比临界密度大还是小呢?这个问题只有通过实验才能回答。人们居住的星系的平均质量密度约为10-23克/立方厘米。如将星际间空间考虑进去,平均质量密度10-31克/立方厘米。该值约处于临界值因数100范围内。然而,宇宙中还有黑色的气体云团和不是以发光量球物质形式存在的其它物质,其质量密度可用不同的方法估算出。人们认为,“黑色”物质的质量密度与闪光物质的密度一样,甚至还大一些,但要将前者的质量密度靠近临界密度是不可能的。宇宙质量密度至多只是临界密度的1/10,也许还要低一些。

首先假设刚才的结论是正确的,事实上宇宙质量密度要比临界密度低得多。那么,在这种情况下,宇宙将会怎样变化呢?

刚开始变化不大,甚至数十亿年内还将有星系和恒星出现,只是它们变得愈来愈暗淡。恒星内核反应慢慢变弱,直至恒星熄灭。宇宙变得又冷又暗。

那些不会绝迹的物体就是前面说过的黑洞,按广义相对论的说法,黑洞是静止的形体,世界空间和时间结构中的罕见物体,随着时间的推移不会发生变化,如果真是这样,最后宇宙惟一幸存的形体是黑洞,

今天,人们知道黑洞的寿命也不是永恒的。黑洞的含义不光是黑色,且能吞噬大量的物质(如一个能吸光的黑色物物体,然后将光转换成热能);但量子论认为,黑洞是“热”的,这就是说,它们不停地辐射磁射线,并丢失部分质量,因此它始终是热的。最后达到一高温,不仪能辐射出光子,还能辐射出电子/正电子对、夸克/反夸克对,以介子或质子/反质子及中子/反中子对的方式排列。

黑洞在结束生命时也会发生爆炸,即黑洞蒸发,同时,它们所捕捉的物质以射线形式返回宇宙。

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