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1 # 寒蕭99
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2 # 星辰大海路上的種花家
宇宙在膨脹,是不是說明所有的物質都在逐漸變大?
這應該是各位長胖的最好理由,其實並非是咱要長胖,而是宇宙在膨脹,不得不胖啊,所謂人在屋簷下,不得不低頭嘛!當然上過小學的朋友肯定知道種花家在胡扯,我們長胖和宇宙有啥關係?但事實上宇宙的的命運跟物質是不是在膨脹還真息息相關!
宇宙膨脹是怎麼發現的?說起來最早應該是愛因斯坦發現動態宇宙的,因為他在1917年將廣義相對論應用到宇宙時,發現宇宙居然是動態的,要麼膨脹要麼縮小,很難維持在臨界狀態,但當時的主流觀點都認為宇宙是靜態的,因此愛因斯坦幹了一件令他後悔一輩子的事,給引力場方程加上一個宇宙常數Λ,以讓宇宙保持靜態!
加了宇宙常數Λ後的引力場方程
但後續的發展顯然超出了愛因斯坦的預料,首先發難的是蘇聯物理學家亞歷山大·弗裡德曼,他在1922年在廣義相對論框架下,假設宇宙各向同性的條件下得到了弗裡德曼方程,而勒梅特在1928年得到了同樣的結果,羅伯遜和沃爾克則分別在1935年和1936年完善了這個方程組,在這個方程中Λ已經被消除,決定宇宙動形狀的關鍵引數變成了空間曲率K,和宇宙常數Λ結合可以得到N個複雜的宇宙命運!
史稱:弗裡德曼-羅伯遜-沃克度規,在這個方程組中,空間曲率和宇宙常數Λ結合可以得到N個未來宇宙的命運,但不外乎如下幾個:
宇宙大坍縮(迴圈宇宙)宇宙大撕裂(宇宙加速膨脹直至大撕裂)宇宙無限膨脹至熱寂(以當前模式緩慢膨脹直至熱寂)當然這只是宇宙三種結局的猜測,如果要確定是那種結果,還要確認Λ的取值,但這是愛因斯坦拍腦袋想出來的,咋個確認?不過這難不倒天文學家,因為在二十實際九十年代的時候,科學家發現可以用哈勃常數與宇宙臨界密度結合,來反推出宇宙常數的取值!思路:
根據微波背景輻射萬分之六的精度上平坦確定宇宙臨界密度確定當前宇宙曲率,反推臨界密度和實際密度比值實際密度與臨界密度比值取值與宇宙的形狀
結果令人驚喜,宇宙居然是比一張A4紙還要平坦,簡單的說宇宙將會以當前的模式慢慢膨脹,一直膨脹到永遠永遠!但還有另一個驚喜等待著大家,因為1998年時兩個天文團隊經過十幾年研究,從Ia超新星的深空紅移專案發現宇宙在45億年前就偷偷開始加速膨脹!
簡單的說拿來推測臨界密度的哈勃常數是會隨時間而改變的,未來會怎麼樣?只有鬼才知道,但1998年的發現直接導致了暗能量概念的出現,從45億年前開始,宇宙已經在暗能量的主導下走向加速而且可能是無限的膨脹,那麼面臨的結果就是:
宇宙可能無法保持當前狀態下優雅的膨脹到熱寂宇宙可能在暗能量的作用下,趨向越來越高的速度膨脹,走向大撕裂你喜歡哪個結果?因為到現在為止,宇宙已經不可能回到大收縮或者迴圈宇宙,未來膨脹的結局已經無法避免,但到底是哪個我們並不清楚!就做一次鴕鳥,選一個喜歡的吧!
宇宙膨脹和物質有關係嗎?這是靈魂的拷問,所以我們不能做鴕鳥了,因為這宇宙的膨脹跟我們的胖真沒啥關係,但最終是會有影響的,我們來看看這幾種狀況!
在現代宇宙框架中,哈勃常數能管到的會在本星系群以外,因為即使在宇宙膨脹的背景下,在本星系群範圍內仍然會被引力主導,而且本星系群在未來數千億年時間內,會合併成一個超級星系,至於叫什麼,那已經不是種花家所考慮的問題。
現代宇宙的哈勃常數大約是67.15千米/秒·百萬秒差距,這個速度其實不小,但後面跟了一個百萬秒差距必須要注意,百萬秒差距就是326萬光年,假設將它按比例縮小到和比鄰星之間的距離,那麼這個值會變成:0.82%%千米/秒,是萬分之0.82千米哦,如果到太陽系範圍,那麼會被引力無情抑制,如果到人體0.3米組織內,那麼會被電磁力支撐起的結構直接忽略,但宇宙膨脹好歹是為你發胖所努力了,怎麼也得給個鼓勵獎是不?
但最終宇宙的狀態將會影響所有物質,熱寂宇宙的最終結局是黑洞都將蒸發,所有物質都衰變成光子和輕子,宇宙進入最低能狀態,可能宇宙會永遠停留在這個狀態,而宇宙中剩下唯一的只能是量子事件!
大撕裂的過程有些不一樣,星系將相互遠離,在最終審判日到來之前6000萬年,星系之間維繫的引力崩潰,到最後三個月時太陽系將分崩離析,最後半小時,行星和恆星都將被分解,最後的瞬間,原子結構也將崩潰!
所以當影響到各位時,就不只是發胖的關係了,而是直接將各位分解到了亞原子顆粒的狀態,未來再也無法組合,因為宇宙中的四大基本力沒有一樣可以對抗暗能量的最終審判,不過這一天會很久很久很久很久以後,毛估估至少要167億年後發生,或者要過1035億年後才會發生,看起來似乎不久,但人類誕生到現在,即使按單細胞藍藻開始算,也只需要20億年!
1000億年很久,我們只爭朝夕,所以還是為明天早上的包子錢努力吧!
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3 # 陳昌海12
宇宙在膨脹說明宇宙的溫度比外界溫度高而膨脹,因為外圍溫未能控制宇宙溫而使宇宙空間膨脹,宇宙中的一切物質保持原壯不變,但當被外圍溫控制住宇宙溫時膨脹停止,相反宇宙反比外圍溫冷卻而收縮。直至把宇宙中的一切收縮為奇點重複宇宙的誕生。
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這種說法是不準確的,或者說是錯誤的。
宇宙的膨脹實質上是空間的膨脹,而不是物質的膨脹。可能有人會說,那原子內部不是也有很大的空間嗎?這是沒錯的,原子或者其他粒子中也是存在空間的,而且確實這些原子內的空間也在膨脹。但是,空間膨脹不代表物質膨脹,或者說不代表原子等粒子也會膨脹,因為物質和空間具有不同的性質。
我們知道宇宙中有4種基本里,其中有兩種叫做強作用力和弱作用力的,就是管理微觀上各種粒子之間的形態的。比如原子核由中子和質子,而強力就是將它們束縛在一起的力。弱力的作用是約束電子,中微子等費米子,並約束放射性的。如果沒有強力和弱力的約束,我們這個世界就不會存在宏觀的物質,也不會穩定存在。
因此,在這兩種力的約束下,即便空間在膨脹,物質仍然會緊密的結合在一起,而不會隨著空間的變大,物質也跟著變大。
所以,宇宙空間膨脹的結果只能造成物質之間的距離在變大,而不會使物質本身變大。遙遠的未來,宇宙中天體之間會變得越來越遠,空間會越來越暗,但星球還是星球。