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宇宙如何起源又如何毁灭?面对宇宙难题,人类(4)

来源:探索科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-09

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】正如前文提到的,这一切都是在138亿年的大爆炸事件开始的。这是我们第一次将我们的宇宙描述为充满物质和辐射的状态,从已知的物理定律出发,我们就

正如前文提到的,这一切都是在138亿年的大爆炸事件开始的。这是我们第一次将我们的宇宙描述为充满物质和辐射的状态,从已知的物理定律出发,我们就可以解释宇宙是如何形成现代形态的。但它仍然在膨胀,形成新的恒星,并在不断变化。它将以什么形式结束?这是我们所要考虑的。

长期以来,研究宇宙结构和演化的科学家从广义相对论和宇宙微波辐射背景出发,考虑了三种可能性。一方面,万有引力能把所有的东西联系在一起,它是一种吸引的力量,它受物质和能量的支配,以不同的形式存在于宇宙中。另一方面,有最初的大爆炸的扩张速度,它把所有的物质都分开了,所以结果如下……

宇宙大收缩:膨胀迅速开始,大量的物质和辐射作用把一切都拉回了一起。如果有足够的物质和能量,宇宙将膨胀到一些最初的大小,膨胀将逆转为收缩,而宇宙将重新开始。

无止境的膨胀——大撕裂:现在,暗能量的密度非常低,远低于地球上物质的密度,甚至银河系的密度,银河系的密度比地球低得多。但是随着时间的推移,暗能量的密度会累积起来,把宇宙撕碎。

在这期间,理论上,宇宙将变得如此巨大,以致于任何新恒星都无法形成。在这个模型下,时间变成了一个无穷无尽的空虚,没有任何事情发生,因为宇宙中几乎没有剩余的能量。


循环的宇宙,模拟图,最后宇宙将收缩成奇点

另外,宇宙一直在膨胀,而且已经确定的是膨胀速率没有下降,反而越来越快,所以未来宇宙结构都会被撕开一个大口子,宇宙结构相聚会越来越远,假设人类可以保全地球,那么地球上看到的星光会非常少,甚至没有……

第三种理论我们需要着重说一下,因为这个理论是最符合物理定理的一个结局。理论物理学认为宇宙可能由于大冻结而结束,反过来也可以叫做热死亡。这个术语来自于这样的理论:在宇宙和其他孤立系统中,熵会增加,直到达到最大值。熵来自热力学原理,它涵盖了能量,特别是指宇宙中的所有物质最终都从有序移动到无序的想法。因此,熵是衡量这种变化的尺度。

一旦熵达到最大值,理论物理学家认为系统中的热量将均匀分布。这意味着将没有更多的空间让可用的能量或热存在,而宇宙将因“热”而死亡。简单地说,宇宙内部的机械运动将停止。


宇宙收缩理论模拟图

要知道哪一个是正确的,我们所要做的就是测量宇宙膨胀的速度,以及膨胀率是如何随时间变化的。虽然物质和辐射由于宇宙体积的增大而变得没那么密集了,但是暗能量是空间本身固有的能量形式。当新空间在不断膨胀的宇宙中被创造出来时,探测暗能量密度实是现代天体物理学最伟大的任务之一。

测量宇宙膨胀的速度,天文学家和理论物理学家就可以知道今天空间的结构是如何变化的。测量膨胀率随时间的变化,天文学家就会知道空间的结构在过去是如何变化的,之后把这两条信息放在一起,膨胀的速度和速度都发生了变化,这使得天文学家可以确定宇宙是由什么组成的,以及什么比例组成的。

未来的人类


人类是很了不起的物种,一代又一代重复着相同的课题。而未来的人类,将会以不断先进,不断进步的科学面对这些宇宙级别的难题,相信人类最终可以知晓宇宙的难题,明白宇宙最终的意义。

(图片来自网络,如有侵权请联系删除)

文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2021/0909/2259.html

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