西班牙理智報網站十月四日發文,總結了最為大眾所接受的五種假設。全文摘編如下。曾幾何時,物理學家認為宇宙是靜止的,既不會增長,也不會衰減。正如達爾文讓我們知道生物在不斷進化規格,那讓我們知道大陸在漂移。美國天文學家埃德溫哈勃使人類對宇宙的認知發生了關鍵轉變。
哈勃一九三一年公布的觀測結果顯示,其他星系正在遠離我們,且離我們越遠的星系遠離速度越快。事實上。哈勃觀測到的是紅移現象,當光源遠離觀測者時,就會產生這種效應,這與聲波的原理相同。當生源如救護車的警報聲從面前經過時,我們聽到的聲音會從尖銳逐漸變得低沉。正如聲波的頻率會發生變化,星系發出的光的電磁波頻率也會發生變化。
於是人們開始假設原始宇宙與我們現在看到的樣子並不相同。因此有必要自問,數十億年後宇宙會變成什麼樣?宇宙是否有盡頭?要了解宇宙的未來,就必須明白引力和暗能量將如何演變。有證據清楚地指出,目前我們正處於一個快速擴張的宇宙中。
簡單地說,哈勃之所以觀測到星系紅移現象,不是因為這些星系正在朝與銀河系相反的方向移動,而是因為星系之間正在形成空間。一個經典的類比就是表面貼有不同圖片的氣球,當氣球膨脹時,圖片就會分離,因為氣球在生長。
既然星系正在相互遠離,那麼從某種程度上來說,他們克服了本應將他們聚攏的引力,而助推宇宙擴張的能量就是暗能量。我們知道,當距離增大時,引力會急劇減小,在短距離內引力足夠強,以至於能克服擴張,將銀河系的恆星甚至銀河系與周邊星系聚攏,我們稱之為本星系群。
另一方面,我們尚無法確切的得知宇宙中有多少物質,無論是構成我們的重子物質還是暗物質。不知道這個問題的答案,就無法得知引力對宇宙演變的影響有多大。
同樣我們也不知道隨著星系遠離,暗能量會發生怎樣的變化。因此就算我們知道擴張會加快,也不知道這個過程會持續多長時間,是否會停止或反轉,抑或是否有其他我們尚未觀察到的決定性因素會對此產生影響。
考慮到物質密度和暗能量,無論在平面宇宙還是開放宇宙,擴張都可能無限期地進行下去。這意味著如果我們等待足夠長的時間,恆星將。熄滅黑洞將消失,最終能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,將均勻分散在宇宙中。
根據熱力學第二定律,天文學進程將中之我們稱之為宇宙的熱情。儘管這個結局並不確切,但確實是最為大眾所接受的假說。
假設按能量的影響逐漸增強,那麼擴張將比上述情形更快,存在著暗能量在短距離內的排斥效果大於引力的可能性。這樣就會將同一個星系的恆星分開啊,能量甚至可能超過電磁力、弱相互作用和強相互作用等強得多的裡。倘若如此,暗能量可能會撕裂原子,將宇宙變為亞原子微粒。好這種悲慘的景象被稱作大撕裂。
我們已經有了兩種可能的假設。第三種情形或許是最激發公眾想像力的一種情形。引力最終取勝,並使宇宙回歸至與大爆炸之前類似的狀態。
正如一根彈簧在拉伸後會收縮一樣,這個過程被稱作大擠壓,它與宇宙原路返回不同。換句話說,不像電影倒帶那樣,無論如何時間都會繼續推進。在其他物理學家看來,故事還沒有結束。
他們提出第四種情形,即在大擠壓之後,大爆炸反覆出現,這種循環往復的情形被稱作大反彈。最後還有理論學家提出。出了這樣的可能性,即我們所認識的真空並非真的,空無一物。在我們所認識的真空中存在著能量,於是有人提出可能存在一個能量水平更低的真真空。如果這件事成真,那麼我們的假真空可能會變為真真空,導致部分物理學常數發生變化。換句話說,就像是在一局相當複雜的遊戲中途改變遊戲規則,這局遊戲將崩潰。