来源:天文社|编辑日期:2012-03-30 17:14:47|点击数: |发布:392
大爆炸宇宙论指出150亿年之前的大爆炸是空间、时间、物质与能量的起源,这一学说是有关宇宙起源和演化的种种学说中最有说服力,观测事实最为丰富,因而也最广泛地为人们所采纳。但我们的宇宙是否会永远膨胀下去?宇宙今后的图景和未来的命运又是怎样的呢?大爆炸宇宙论并没有给出明确的答复。
按照大爆炸模型,宇宙在诞生后不断膨胀,与此同时,物质间的万有引力对膨胀过程进行牵制。这里有两种可能:
一种可能是宇宙膨胀将永远继续下去。如果宇宙总质量小于某一特定数值,则引力不足以阻止膨胀,宇宙就将一直膨胀下去。在这个系统里,引力虽不足以使膨胀停止,但会不断地消耗着系统的能量,使宇宙缓慢地走向衰亡。宇宙越来越稀薄和寒冷,直至物质本身最后衰亡,只剩下宇宙背景辐射。到非常遥远的将来,所有的恒星燃尽熄灭,茫茫黑暗中潜伏着一些黑洞、中子星等天体。黑洞释放出微弱的辐射,最终全都以热和光的形式蒸发掉。足够长的时间之后,连质子这样稳定的基本粒子也衰变、消亡了,宇宙最终变成一锅稀得难以置信的汤,其中有光子、中微子,越来越少的电子和正电子。所有这些粒子都在缓慢地运动,彼此越来越远,不会再有任何基本物理过程出现,出现寒冷、黑暗、荒凉而又空虚的宇宙,它已经走完了自己的历程,达到了“热寂”的状态。
另一种可能是膨胀停止而代之以收缩。如果宇宙的总质量大于某一特定数值,那么总有一天宇宙将在自身引力的作用下收缩,造成与大爆炸相反的“大坍塌”。收缩过程与大爆炸后的膨胀是对称的,像一场倒放的电影。收缩的过程起初很缓慢,随后越来越快。宇宙的体积开始缩小,背景辐射温度上升。漆黑寒冷的宇宙变成一个越来越热的熔炉,行星、恒星也毁灭了,分布在如今浩瀚空间中的物质被挤进一个很小的体积内,任何天体都在劫难逃。最后三分钟来临了,温度变得如此之高,连原子核也被撕毁,宇宙又成了一锅基本粒子汤。然而这种状态也只能生存几秒钟的时间。随后,质子和中子也无法区分,挤成一堆等离子体。在最后的时刻实现“大紧缩”,宇宙逆转回到出发点。引力成
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