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根据宇宙大爆炸理论,我们宇宙会永远膨胀下去吗?

 艾伯史密斯 2020-01-01

如果宇宙大爆炸理论正确,那么根据现有的天文观测数据,宇宙有较大可能会一直膨胀下去,具体结果取决了我们宇宙中暗能量压强和暗能量密度之比,目前科学家还不知道准确的值。


宇宙从何而来?宇宙最终又将如何?

这是人类的终极问题之一,随着科学的不断发展,人类对宇宙的认识越加深入;比如在18世纪以前,人类以为太阳系就是宇宙的全部,到了19世纪,人类以为银河系是宇宙的全部,而现在,我们知道可观测宇宙也只是宇宙的一部分而已。

根据宇宙大爆炸理论的描述,我们宇宙诞生于138亿年前,目前宇宙处于加速膨胀当中,关于宇宙未来的探讨还存在争议,如果宇宙大爆炸理论正确,那么宇宙未来无非就三种情况:大撕裂、大坍缩和临界膨胀。

关于宇宙膨胀的原因,主要是暗能量的作用,天文观测数据表明,暗能量占了宇宙总质量的68.3%,暗物质占了26.8%,而组成星系的常规物质只占了不到5%,其中暗能量对宇宙加速膨胀起了决定性作用。

美国物理学家罗伯特·卡德威尔,在现代天文学框架下提出宇宙大撕裂理论,该理论中给出一个宇宙状态方程,该方程描述了我们宇宙从开始到终结的发展,其中的关键在于暗能量压强和暗能量密度之比,既暗能量状态参数ω=p/ρ。

暗能量是现代天文中,假设推动宇宙运动的一种能量,在大尺度上与万有引力的作用相反,具有负压强的性质,大撕裂理论认为:

(1)若ω<-1,暗能量密度将在未来无限增大,宇宙最终会走向大撕裂;

(2)若ω=-1,即暗能量压强大小和密度相等,暗能量的效果与爱因斯坦假设的宇宙学常数Λ的作用相似,宇宙膨胀最终达到临界值;

(3)当ω>-1时,宇宙最终会走向大坍缩;

而现有的天文观测数据表明,我们宇宙的ω值在-1附近,而ω=-1是一个不稳定的状态,所以我们宇宙的未来究竟如何还无法准确进行预测。

目前我们宇宙处于加速膨胀当中,有相关学者认为我们宇宙最终会走向大撕裂,并在95.4%的区间内计算出,宇宙未来进入大撕裂的时间下限为167亿年,最佳拟合时间为1035亿年。

数百亿年或许对大多数人来说没啥意义,大家最关心的还是明天是否会涨工资, 房价会不会降等等实际问题,但是总得有人去思考我们宇宙最深奥的问题,这也是人类的使命之一。


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