如果宇宙大爆炸理論正確,那麼根據現有的天文觀測數據,宇宙有較大可能會一直膨脹下去,具體結果取決了我們宇宙中暗能量壓強和暗能量密度之比,目前科學家還不知道準確的值。
宇宙從何而來?宇宙最終又將如何?
這是人類的終極問題之一,隨著科學的不斷發展,人類對宇宙的認識越加深入;比如在18世紀以前,人類以為太陽系就是宇宙的全部,到了19世紀,人類以為銀河系是宇宙的全部,而現在,我們知道可觀測宇宙也只是宇宙的一部分而已。
根據宇宙大爆炸理論的描述,我們宇宙誕生於138億年前,目前宇宙處於加速膨脹當中,關於宇宙未來的探討還存在爭議,如果宇宙大爆炸理論正確,那麼宇宙未來無非就三種情況:大撕裂、大坍縮和臨界膨脹。
關於宇宙膨脹的原因,主要是暗能量的作用,天文觀測數據表明,暗能量佔了宇宙總質量的68.3%,暗物質佔了26.8%,而組成星系的常規物質只佔了不到5%,其中暗能量對宇宙加速膨脹起了決定性作用。
美國物理學家羅伯特·卡德威爾,在現代天文學框架下提出宇宙大撕裂理論,該理論中給出一個宇宙狀態方程,該方程描述了我們宇宙從開始到終結的發展,其中的關鍵在於暗能量壓強和暗能量密度之比,既暗能量狀態參數ω=p/ρ。
暗能量是現代天文中,假設推動宇宙運動的一種能量,在大尺度上與萬有引力的作用相反,具有負壓強的性質,大撕裂理論認為:
(1)若ω<-1,暗能量密度將在未來無限增大,宇宙最終會走向大撕裂;
(2)若ω=-1,即暗能量壓強大小和密度相等,暗能量的效果與愛因斯坦假設的宇宙學常數Λ的作用相似,宇宙膨脹最終達到臨界值;
(3)當ω>-1時,宇宙最終會走向大坍縮;
而現有的天文觀測數據表明,我們宇宙的ω值在-1附近,而ω=-1是一個不穩定的狀態,所以我們宇宙的未來究竟如何還無法準確進行預測。
目前我們宇宙處於加速膨脹當中,有相關學者認為我們宇宙最終會走向大撕裂,並在95.4%的區間內計算出,宇宙未來進入大撕裂的時間下限為167億年,最佳擬合時間為1035億年。
數百億年或許對大多數人來說沒啥意義,大家最關心的還是明天是否會漲工資, 房價會不會降等等實際問題,但是總得有人去思考我們宇宙最深奧的問題,這也是人類的使命之一。
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