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大约一个世纪前，我们甚至不知道星系的存在。 然后，在1910年，天文学家探索出如何测量他们在天空中所观测到的、可以称为“螺旋星云”的那些物质的距离。虽然在我们看来，这些星系就像气体云团，但科学家们知道，它们是包含数十亿颗恒星的整个星系，它们真的很遥远。  图解：从史匹哲太空望远镜拍摄到的螺旋星云的红外线影像 一旦我们了解了星系是什么，我们就会发现它们都是在远离彼此的，而那些距离我们更远的星系会移动得更快——换句话说，宇宙是正在膨胀的。 宇宙的膨胀无处不在——所有的点都在远离彼此。 从那时起，问题就一直存在：宇宙会永远膨胀？还是有一天它会在“大挤压”中再次坍缩？  图解：从大爆炸形成的宇宙演化图解（左）。在这幅图中宇宙以二维呈现，第三维度是时间，向右是时间流动的方向。 这就是令人困惑的原因所在：因为重力会减缓膨胀的速度。所有星系之间相互作用的方式，都与地球拉着我们的方式相同，也就是当我们跳跃的时候，引力会把我们拉回来。 当我把一个球抛到空中时，起初它可能运行得很快，但随后它会减速，最终停止上升并落回地球。  图解：绘图显示，宇宙是否稳定，还是只是长寿泡沫，这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止，从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆，仍旧允许这两种可能结局。 然而，如果我把它扔得足够快，让它以每秒11公里以上的速度行进(这是非常快的！)，那么它就永远不会回到地球了。它就会具有所谓的“逃逸速度”——这是一种地球引力不足以把球拉回来的速度。  图解：宇宙的最终命运取决于物质密度ΩM以及暗能量密度ΩΛ. 如果我在月球上，这就会变得更容易，因为月球的质量更小：它几乎比地球轻100倍。这就意味着月球质量小所以产生的引力就小，因此即使把球扔得更慢，但是它仍然能够逃脱月球的引力。每秒仅2公里的速度就可以做到。 所以，问题就变成：所有的星系到底有多重？它们是否以足够快的速度远离彼此，从而具有“逃逸速度”？如果是这样话，那么宇宙将会永远膨胀。 在大爆炸之后，一切都在膨胀。  图解：宇宙的历史 - 引力波是假设来自大统一理论，超光速就在大爆炸之后（2014年3月17日）。 我们不得不等到20世纪90年代，那个时代的测量已经变得足够精确从而可以找出答案。而答案却令人惊讶。当天文学家最终测量出膨胀是如何变化时，他们发现引力实际上根本没有减缓膨胀的速度。事实上，膨胀是正在加速的！  图解：哈勃超深空场描绘了远古时代的星系图景，根据大爆炸理论，它们处于一个更年轻、更致密且更炽热的宇宙。 这有点疯狂，因为这意味着引力产生了反作用：某种物质在推动星系相互远离。这就像我把一个球轻轻地扔到空中，却看着它加速进入太空一样奇怪。 虽然我们不知道是什么导致了加速，但我们还是给它命名为暗能量。  图解：威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）拍摄到宇宙在大爆炸发生后宇宙微波背景的影像 即使我们实际上并不知道暗能量是什么，但是我们现在依然可以回答最初的问题——是的，宇宙将会永远膨胀，我们将经历“大冻结”，而不是“大挤压”。 星系之间的距离会越来越远，宇宙会变得越来越冷，最终我们所在的星系群以外的任何星系都会变得如此微弱和遥远，以至于我们根本看不见它们——甚至它们散发出的光都无法到达我们这里。  图解：宇宙的整体几何形状取决于相对临界密度Ω0值大于、等于还是小于1。图中从上至下所示为具有正曲率的封闭宇宙、具有负曲率的双曲面宇宙和具有零曲率的平坦宇宙。 甚至有可能加速也会变得非常极端，以致于撕裂我们自己的星系，甚至能够撕裂原子……最终摧毁我们所有人。这就是所谓的“大裂口”。不过，最有可能的是，我们将面临一场灾难性的冻结。  因此，宇宙虽然会存在很长时间，但是宇宙的未来将是寒冷和黑暗的。 参考资料 1.Wikipedia百科全书 2.天文学名词 3. theconversation-李可 |
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