《宇宙會一直膨脹下去嗎？最終命運會怎樣？》#科學史#
大爆炸假說，是基於多種理論的積累和發現後提出的。具體來說先是牛頓發生了「光的色散」，繼而發展出光譜分析學。後來都卜勒發現「波的頻移」，並提出都卜勒效應。後來古斯塔夫發現了「熱輻射」，並形成了黑體輻射學說。這一系列的理論，為哈勃發現「河外星系紅移」奠定了基礎，哈勃定律的提出讓伽莫夫「熱的大爆炸假說」有了科學的依據，並於1964年發現了預言的宇宙背景輻射。
「大爆炸」理論的證明，讓人們認識到宇宙有一個開端，於是科學家們又開始「預演」宇宙的生命終結。其實早在大爆炸理論提出之前，俄國的德曼在1922年就開始研究「非靜態宇宙」。大概是有三個結論：1、如果膨脹＞密度，那麼宇宙將不可避免的繼續膨脹下去。2、如果密度＞膨脹，那麼宇宙膨脹到這個臨界值後將會發生坍塌。3、如果密度=膨脹，那麼將會減緩目前的膨脹速度。其中，膨脹說的是與引力作用相反的膨脹速率，密度說的是現在宇宙中天體的平均密度。二者之間的關係是，密度越大，質量越高，則引力越大。這是基於萬有引力的推算和預演。
為了解釋宇宙為什麼會加速膨脹這個問題，科學家們提出「暗物質」這個概念，我們看不到它，但是可以根據暗物質對引力作用的擾動來計算它。扎維齊在一次計算中發現，大型星系團的運動速度非常之快，除非整個星團的質量高於已經觀測到恆星質量的100倍以上，否則星團將會因引力不足而被甩出去。後來天文學家在計算銀河系質量的時候，又發現他們計算所得的數據，要比觀測天體所有質量總和要大得多。是什麼引起數以百倍計的質量差異？因此「暗物質」被提了出來，電磁波雖然無法檢測到它，但是它的存在相當於是給星系進行「配重」。
根據膨脹速率和萬有引力來推算整個宇宙的質量，在根據觀測數據來分析天體質量。科學家得出已知天體的質量，僅佔據整個宇宙質量的4%。那麼剩下的96%的神秘物質又是什麼呢？天文學家根據標準宇宙模型計算得出，23%是暗物質，73%是暗能量。暗能量推動宇宙膨脹，暗物質和已知天體質量共同形成萬有引力來與之對抗。這是一種「失衡」的宇宙模型，也是最可以合理解釋加速膨脹現象的宇宙模型。那麼這個模型下，宇宙的最終命運會如何呢？科學家們提出兩種見解。
1、熱寂說
1850年，威廉湯姆森提出「熱寂假說」。1867年，克勞修斯根據熱力學第二定律，正式提出「熱寂說」。這種觀點認為：宇宙會一直膨脹下去，直到出現熱寂。「熵」是熱力學中的一個概念，體現的是一個孤立體系中的混亂程度，如果物質分布的越是均勻，則熵值越大。該定律認為，熵值具有隻增不減的特徵。也就是說，如果宇宙是一個孤立的系統，那麼隨著時間的流逝，宇宙中的有效能量全部轉化為熱能，物質溫度也到達熱平衡。到時候宇宙再也沒有動力繼續演化了，就會出現永恆的死寂狀態。
2、大坍塌
按照大坍塌的理論，宇宙開始於大爆炸，由於能量尚未釋放完成，會持續膨脹數百億年。由於引力的作用，物質開始凝結，生命也出現了，最終也演化出人類。但是這段時間對宇宙來說不過是很小的片段。當暗能量消耗殆盡，沒有動力支撐宇宙膨脹，倒是物質會因為引力作用而趨向坍塌。最終又回到曾經那個爆炸奇點。不管是大坍塌，還是熱寂所需要的時間都是數百億年，那個時候還有沒有人類，有沒有文明都是未知數。
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