審核:小文
引言:人們的許多東西從無到有,人類的天文研究也是逐漸從0的突破,再到現在的百花齊放。宇宙的發展趨向於無窮大已經被科學家證明這是屬實的,而且宇宙發展的命運也的確存在掌控者。不同的掌控者掌握不同時期的宇宙,而且宇宙的未來會失控。
宇宙中存在著許多力,我們在中學階段,就學習了不少的力。比如說鞋子在地上走的摩擦力,人們站在地上受到的支持力與地心引力,還有像繩子給予的拉力等等。但是在宇宙中,能夠掌握宇宙發展主要作用力只有兩個,一個是斥力,而另外一個則是引力。引力我們很好理解,偉大的物理學家牛頓提出的萬有引力公式將宇宙中所有物質之間的引力都可以計算出來。斥力與引力一樣,同樣存在於物質之間。就好比是磁鐵一樣,兩個同極性的磁鐵會受到斥力,而極性相反的磁鐵卻會受到引力。
1916年,被人們稱為地球上智商最高的愛因斯坦發表了他的巨作《廣義相對論》,其中提到的引力場方程更是將宇宙描述成一片不穩定的物質。為了解釋靜態的宇宙中物質的密度均不為0,愛因斯坦又在他的引力場方程中增加了一個量Λ,它與度規張量相關。1922年,來自前蘇聯的物理學家通過假設各向同性的宇宙物質,極大地降低了廣義相對論的難度,使得科學家們只需要簡易的方程,就可以得出宇宙幾種形狀的可能性。這就是弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規。
通常愛因斯坦的引力場方程,我們只需要將宇宙常數Λ與不同的空間曲率配合,我們就可以得出宇宙未來的幾種發展趨勢。但是,在這些所有的結果中,它們有一個規律都是相似的,那就是絕大多數的條件下宇宙的發展趨勢都是趨向無限膨脹的。那麼既然宇宙有那麼多種發展的趨勢,我們怎麼預測宇宙未來的走向呢?根據科學家的方法,他們的目標是通過對比物質密度與臨界密度來判斷宇宙的未來。因為宇宙的密度如果出現變化,物質的零散程度提高,那麼宇宙中的引力就會下降。
2013年,科學家們通過普朗克衛星觀測的數據,計算出宇宙的各向同性。普朗克衛星作為當時世界上最先進的天文設備之一,觀測精度達到千分之六,它返回的數據還是讓人值得相信的。科學家們通過計算的結果,就能進一步計算出宇宙臨界密度。再通過我們剛才所說的,對比實際密度與臨界密度,最終得出了三種宇宙的形狀。這與弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規的結果是一致的。宇宙的空間曲率是由實際密度與臨界密度的比值確定的?那我們又是如何確定空間曲率呢?
這對於我們聰明的科學家來說,簡直就是小菜一碟。科學家們通過計算得出宇宙的空間曲率無限接近於0,而實際密度與臨界密度的比值無限接近於1。2011年的諾貝爾物理學獎,正是頒發給了證實宇宙正在加速膨脹的三位科學家。根據他們發表的論文,宇宙早期的掌控者的確是引力,但是隨著宇宙的發展,暗物質逐漸成為了主導力量。