据英媒7月20日报道,从外星人入侵到机器人起义,世界终结的方式可谓五花八门,令人不寒而栗。但如今,科学家们已精确推算出一种恐怖场景可能导致宇宙走向终结的时刻。
根据“大坍缩”理论,宇宙最终将在一次惊天动地的内爆中坍缩于自身。随着空间本身的收缩,温度将急剧上升,直至一切在“这宇宙地狱的熔炉”中被摧毁。最终,整个宇宙将重新压缩成一个无限致密的奇点,就像大爆炸之前那样。
尽管这曾被视为一种可怕的假设,但对“暗能量”的新测量表明,大坍缩很可能是宇宙的最终归宿。在最近的一项研究中,康奈尔大学的科学家们精确计算了“大坍缩”可能开始的时间。
值得庆幸的是,他们的计算表明,至少目前我们还可以高枕无忧……当然,前提是没有其他因素导致我们走向毁灭。大坍缩本质上与138亿年前开启宇宙的大爆炸相反。大爆炸后,宇宙迅速膨胀,超热物质冷却成构成今日宇宙的熟悉粒子。而在大坍缩过程中,这一过程将逆向进行——空间被压缩回炽热、致密的状态。
科学家认为,宇宙当前的向外膨胀是由一种名为暗能量的神秘力量驱动的。如果暗能量的推动力保持不变,宇宙将永远膨胀并冷却下去。但现在,天文学家开始质疑这是否真的是事实。基于最新数据,一些科学家认为暗能量正在减弱,留下一种名为宇宙学常数的内向力,将宇宙重新拉回一起。
上海交通大学的于诚博士博士“这就像日常生活中垂直向上抛篮球一样。负宇宙学常数就像地球的重力,将篮球向下拉。篮球会减速,直至达到最高点,然后开始下落。”
·我们能察觉到大坍缩的开始吗?如果难以想象大坍缩期间的生活会是什么样子,不妨将宇宙想象成一个表面画有许多小点的气球。当你向气球内吹气时,气球膨胀,表面拉伸,所有点之间的距离增大。
大坍缩就像是一次性放掉气球内的所有空气,使那些遥远的点迅速重新聚拢。然而,这一过程将非常缓慢地开始。
多诺斯蒂亚国际物理中心的研究员黄南柳博士告诉表示:“在太阳系甚至银河系尺度上的智慧文明,不会察觉到任何明显现象,因为这些变化发生在更大的宇宙学尺度上。”
“像我们这样的文明通常存在于数百年到数千年的时间尺度上,而这些变化发生在数十亿年的时间尺度上,因此,直到最后一刻,我们都不会察觉到任何明显的日常现象。”
但黄博士表示,如果宇宙中还有任何善于观察的人类存活,他们将能够发现预警信号。正如我们可以观察遥远星系以了解宇宙正在膨胀一样,未来的天文学家将能够看到星系正在向他们冲来。
·大坍缩的第一个迹象是什么?宇宙发生变化的第一个明显迹象将是宇宙温度开始上升。康奈尔大学的理论物理学家亚伯拉罕·勒布教授表示:“这是我们膨胀宇宙历史的反向过程。”
随着宇宙的膨胀,它一直在变冷,就像气体从加压容器中逸出一样。在大坍缩过程中,这一过程将反向进行,使空间温度升高。勒布教授预测,约130亿年后,宇宙中的能量密度将比现在高出约1000倍。再过5亿年,它将再升高1000倍,使宇宙达到室温。
勒布教授说:“到那时,将不再是太阳在温暖我们,而是相当于宇宙微波背景辐射的热量。”
在数百万年内,整个宇宙将变得像太阳表面一样炽热。最终,宇宙将达到“普朗克温度”,这是根据我们的物理模型所能达到的最高温度。
勒布教授说:“毋庸置疑,所有人类都将在这宇宙地狱的熔炉中被烧毁。”
·大坍缩期间太阳系会发生什么?在大坍缩过程中,宇宙最终将变得如此致密,以至于行星和恒星将被坍缩的力量推挤在一起。
这意味着太阳系的行星将越来越近,直至被挤压在一起。
勒布教授说,当空间接近坍缩的最后时刻时,宇宙将比原子内部的空间还要致密。当宇宙变得比原子核还要致密时,宇宙中的所有物质将再次被挤压回这个原始状态。宇宙中唯一能在这场转变中幸存下来的将是黑洞,它们将通过吞噬周围的致密物质而茁壮成长。
最后,这个由黑洞和基本粒子组成的沸腾混合体将被压缩成一个无限致密的点,即奇点,从而终结宇宙。
·大坍缩何时会发生?值得庆幸的是,科学家们认为大坍缩仍将在遥远的未来发生。康奈尔大学的著名宇宙学家亨利·泰教授说:“我们计算得出,这将在约195亿年后导致一次大坍缩。已知宇宙的年龄为138亿年,因此其寿命将为333亿年。”
在他们的预印本论文中,泰教授及其合著者黄博士和于博士表示,大坍缩将在约110亿年后开始。然后,坍缩阶段将持续约85亿年,直至宇宙完全坍缩成一个奇点。
鉴于智人最多只存在了30万年,这给了我们充足的时间来放松。同样,尽管这可能不是一个令人安慰的想法,但几乎可以肯定的是,人类在那之前早已灭绝。
泰教授说:“在大坍缩之前,约50亿年后,太阳将耗尽燃料并开始急剧膨胀。它的外层将膨胀,直至吞噬太阳系的大部分区域,成为天文学家所说的红巨星。最终,它将衰变成一个微小的白矮星。”
“为了生存,人类必须迁移到太阳系边缘或更远的地方。我们有几十亿年的时间来准备这次旅行。”
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