這個話題中有個非常嚴肅的話題,宇宙剩下的生命還有多少年?因為解決了這個問題之後才能解決剩下的人類能否堅持到最後的問題。
曾經宇宙被認為是永恆和無窮的,但奧伯斯在1823年提出了一個刁鑽而又古怪的假設後認為,宇宙應該是非穩態和恆定的,這就是奧伯斯佯謬的來歷,儘管奧伯斯只用了一個假設,但他對於宇宙這個尺度上的理解非常到位。
要理解宇宙的大小和未來的命運要到愛因斯坦的廣義相對論出來之後才能真正被拿出來討論。1917年愛因斯坦將廣相應用到整個宇宙,開創了廣相宇宙學研究,但愛因斯坦發現了宇宙是動態的而非靜態,因此加入了一個宇宙常數以修正動態為靜態宇宙。
宇宙的密度與臨界密度
1922年蘇聯物理學家弗裡德曼假設宇宙各向同性從愛因斯坦的廣相引力場方程中推導出弗裡德曼方程,得出了宇宙在大多數情況下動態的結論。接下來一個重要的事實需要從弗裡德曼方程中推導出來:宇宙臨界密度!如果宇宙是平坦的,那麼這些物質的密度,總和應該等於臨界密度:
從弗裡德曼方程中推導出的臨界密度
其中的H是哈勃常數,G則是引力常數。宇宙的平坦程度代表了宙中的質能密度,根據最新的普朗克衛星和重子聲速震蕩以及引力透鏡的觀測,宇宙的不平坦大約只有0.001+-0.006,意思是宇宙在6‰的精度上依然是平坦的,因此宇宙的密度非常接近臨界密度,即:(2.77x10^11 h^2) Msun/Mpc^3(現代宇宙學觀測測定宇宙質能密度數據)
宇宙的加速膨脹
一個比較有意思的事件是在1998年,物理學家索爾·珀爾馬特領導的科研小組和布萊恩·施密特與亞當·裡斯領導的科研小組,分別獨立通過觀測超深空的Ia超新星紅移得到的數據發現宇宙正在加速膨脹,他們的這個發現獲得了2011年的諾貝爾獎。
兩個研究小組發現宇宙大約在45億年前即開始了暗能量加速膨脹的時代,結合1929年哈勃發現的宇宙膨脹與平坦宇宙的密度與臨界密度極度接近,宇宙的未來似乎就已經擺在眼前,當前永恆的膨脹似乎會一直繼續下去,一直到撕裂每一個原子為止。
暗能量在數十億年前就已經掌控了宇宙,未來宇宙的極度擴張似乎不可避免,2003年提出的宇宙終極命運-大撕裂說也登上了舞臺,這個說法是遙遠未來的膨脹時代,暗能量控制下的斥力將會撕碎從星團到星系再到恆星以及行星與原子和次原子粒,未來宇宙會在有限的時間擴張到無限大。
留給地球的時間還有多久?
其實很難計算什麼時候會撕裂到地球,但天文學家給出了倒計時過程中各個尺度上會發生的現象,直接表現就是星系將會極度遠離,也許在遙遠的未來銀河系周圍將猶如進入了牧夫座空洞,數十億光年內都不再有其它星系!
倒計時6000萬年後銀河系將逐漸分離,銀心與核球將分解,再也無法維持斥力的撕裂,恆星逐漸遠離!
倒計時三個月,太陽的引力也無法束縛住各大行星,最後的三十分鐘,行星和衛星也將逐漸分離,而在最後的瞬間,連原子都將被摧毀!
這個節點會在多久以後發生?實在很難預估,保守估計數千億年吧,接下來考慮下人類能否撐過這個時刻!
其實人類還真不用擔心數千億年後的事情,因為太陽將在30億年後就發展成紅巨星,那會將會逐漸吞噬水星和金星,地球也許能逃過被吞噬的命運,但高溫炙烤的結局無法改變,因此未來的人類第一個將要面對這樣一個爛攤子。
如果人類能熬過太陽的紅巨星時代,比如搬到了比鄰星的行星上,因為它壽命高達數千億年,因此它非常有可能熬到宇宙的大撕裂時代,到那時宇宙將星團到星系,再到恆星以及行星,一路撕裂,可能人類沒有任何方法能阻止這個事件發生,因此最大的可能是人類眼睜睜看著所有物質被撕裂,當然這個物質包括人類自身,因為沒有什麼力量可以強大的暗能量對抗,當它掌控整個宇宙時就是宇宙的末日,未來用不可能重啟宇宙。