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  • 1 # 科學聯盟

    題主你好。按照現代宇宙論,宇宙膨脹只有在一種情況下才會最終出現分子、原子的解體,這叫“大撕裂”。這種情況是“宇宙加速膨脹十分強”。但是,這種情況是否會發生,膨脹理論是否真的正確,都是要進一步檢驗的。

    目前來說,宇宙在加速膨脹,而這種加速膨脹能維持多久,是否會一直膨脹下去,我們不知道。但是有幾件事情要明確:如果宇宙的加速膨脹不停止,那麼大撕裂就有可能發生;如果加速膨脹會停止,那麼宇宙可能是勻速膨脹或者減速膨脹。勻速膨脹是“乏味的”,但是卻是我們希望的一種情況。因為減速膨脹並且持續下去,那麼宇宙可能會收縮,收縮會導致另一種可怕的結果:“大擠壓”。大擠壓會讓宇宙回到奇點狀態。

    宇宙的未來是什麼?斯蒂芬·霍金曾經做過一個“穩贏不輸”的預言:既可能會這樣又可能會那樣。但是,無論霍金怎麼預言,他都是基於廣義相對論宇宙論,如果廣義相對論宇宙論不對呢?那麼霍金的預言就毫無意義。雖然說這種“兩頭下注”的預言也是很平庸的,但是至少它是基於廣義相對論預言的。如果廣義相對論失效了,那麼宇宙未來或許就有別的可能,比如說分裂成多個宇宙。當然,對此我們不得而知。

    這裡我放下多重宇宙不提,單說廣義相對論宇宙論。廣義相對論宇宙論認為宇宙的平均密度如果在臨界密度之下,那麼宇宙就是減速膨脹,然後出現“大擠壓”;如果宇宙平均密度等於或者大於臨界密度,那麼宇宙也是減速膨脹,但是卻不會出現“大擠壓”。進一步來說,在僅僅只考慮一般廣義相對論(不含有宇宙學常數)情況下,宇宙是不會出現“大撕裂”。但是1998年,天文觀測發現宇宙正在加速膨脹。這就意味著存在能引起“反引力”的機制,現代宇宙學稱之為“暗能量”。暗能量讓宇宙加速膨脹。如果加速膨脹不停止,那麼大撕裂就有可能出現。暗能量在廣義相對論裡可能和愛因斯坦引入的宇宙學常數——也就是含有宇宙學常數的廣義相對論——有關,如果是宇宙學常數就是暗能量的原因,那麼為什麼小尺度範圍沒有受到暗能量的影響呢?為什麼非要是大尺度宇宙觀測才會發現暗能量效應呢?這算是宇宙的未解之謎吧。

  • 2 # 火星一號

    題主所說的這種情況確實是宇宙的一種可能終極結局之一,宇宙中的一切物質都因空間的極端膨脹而完全被撕裂,這就是大撕裂的結局。那麼,為什麼說這是宇宙的一種可能結局呢?

    自上個世紀以來,透過天文觀測,天文學家發現了宇宙空間正在膨脹,並且還在無處不在的暗能量驅使下加快速度膨脹。儘管如此,宇宙中仍然可以存在星系團、星系、星團、行星系統、恆星、行星以及生命等結構。這是因為暗能量的負壓強效應只會在大尺度下起到支配作用,而在小尺度的情況下,引力以及電磁力等作用力緊緊地束縛住物體,使它們不會因為空間擴張而分崩離析。否則的話,宇宙中的一切物質都無法形成。

    然而,大撕裂理論認為,如果宇宙中的暗能量壓力與其能量密度之比小於-1,那麼,在無處不在的暗能量所產生的強大負壓強的作用下,空間擴張的速度將會加快到十分極端的地步,使得物質之間的引力,甚至電磁力、強和弱核力都無法與之相抗衡。

    這樣的後果就是星系團四分五裂,星系結構奔潰,恆星、行星以及生命等物體都會因為空間極端膨脹而被撕裂。到了大撕裂的最後階段,原子之間再也無法形成化學鍵,這意味著原子再也無法聚集在一起,宇宙中不再有物質存在,只剩下沒有相互作用的基本粒子。

    根據大撕裂理論的提出者、達特茅斯學院的理論物理學家羅伯特·考德威爾(Robert R. Caldwell)的計算結果,宇宙將在220億年之後迎來大撕裂的結局。

  • 3 # 清明的星空

    我們這個宇宙誕生於138億年前的一次“大爆炸”,根據現代天文觀測的資料顯示,60多億年前宇宙從減速膨脹轉為加速膨脹,一直到現在,但我們的宇宙是否就此會一直膨脹下去還是會出現某一時刻宇宙能停止膨脹,還不得而知,但對於宇宙的結局,普遍認為會有三種可能:

    第一種說法是“大擠壓”,這個理論基於有那麼一個時刻,宇宙開始由膨脹轉為“收縮”,但目前還沒有任何證據表明“膨脹”會減速或停止,這裡就不多說了。

    宇宙的第二種結局就是“大冰寒”,那麼根據這一假說,隨著空間的的膨脹,我們這個宇宙將會不斷冷卻和稀釋,包括黑洞在內的所有物質都會隨著時間慢慢蒸發,最後只剩下溫度極低的光子團,整個宇宙的溫度會無限接近絕對零度,那將是個黑暗寒冷的宇宙。

    當然,最為猛烈且恐怖的是“大撕裂”假說,這是由美國新罕布什爾達特茅斯大學的物理學家羅伯特·卡德威爾於2003年提出。這個假說基於我們這個宇宙是由暗能量主宰的,並且隨著時空膨脹的加速,暗能量得影響也越來越大。這麼說吧,從宇宙誕生那一刻起,引力是佔據主導地位的,所以經過了開始的爆脹階段,宇宙的膨脹是減速的,但減速也是在膨脹,物質間引力的作用是隨著空間距離的變大而減小,但暗能量相反,目前認為暗能量是導致宇宙膨脹的“幕後推手”,而且隨著空間的膨脹,暗能量的作用會越來越明顯,在60多億年前,暗能量終於“超過”了引力,主導了宇宙時空的膨脹,所以我們的宇宙開始加速膨脹了。很多觀測證據表明了,遙遠的星系團正在以不可挽回的勢頭相互遠離,如果宇宙繼續加速膨脹下去的話,那麼“大撕裂”200多億年後猝然降臨,在那一時刻,暗能量已經可以影響到原子間的相互作用力了,那時的宇宙,星系會分離,星球會解體,小到原子、夸克,都會在“大撕裂”那一時刻被暗能量驅動的宇宙膨脹所撕裂。時間和空間也許也就在那一時刻走到了盡頭。不過不用過於擔心,畢竟都假說,而且不管是哪種結果,都是百億年以後的事情。量子力學中還有多元宇宙的假說,每個宇宙都有著自己不同的終結方式,我們的宇宙或許可以是那個幸運的可以逃過一劫呢。

  • 4 # cnBeta

    宇宙的浩瀚和繁忙是深不可測的,在那裡,充滿了令人望而生畏的黑洞,它們擁有撕裂行星的強大力量。然而在大爆炸之後的瞬間,宇宙卻成為了一個相當乏味、空虛的地方。 它變得又熱又密集,基本充滿了氫原子和氦原子。科學家們認為在那個原始宇宙裡,氫和氦發生了碰撞由此形成了宇宙中的第一個分子。

    NASA的平流層紅外天文臺(SOFIA)第一次探測到了太空中的第一個分子:氦氫化物(Helium hydride)。

    這一發現在對行星狀星雲NGC 7027展開研究後得到。找到潛伏在太陽系中的分子是確認關於古代宇宙和大爆炸後發生的相互作用的重要一步。

    相關研究發表已發表在《自然》雜誌上。

    研究論文首席作者Rolf Guesten在一份宣告中表示,第一次能在資料中看到氦氫化物著實令人興奮,這給長久的探索帶來了一個美好結果並由此消除了人們對早期宇宙潛在化學成分理解的疑惑。

    氦氫化物是瞭解宇宙早期演化的關鍵。長期以來,科學家們一直認為,大爆炸後的環境使氦氫化物得以形成,由此為基礎化學研究奠定了基礎。1925年,氦氫化物首次在實驗室中被創造出來,但科研人員並未在宇宙中發現它。

    雖然早在40年前天文學家們已經對行星狀星雲進行過研究,並且他們認為他們可能會發現這種分子的蹤跡,然而當時的技術讓他們很難確定。這一切在SOFIA獲得GREAT升級後得到了改變,它可以對星雲堆裡的分子進行精準定位。

    SOFIA科學中心主任Harold Yorke在一份宣告中說:“這個分子潛伏在那裡,但我們需要正確的儀器在正確的位置進行觀測--SOFIA能夠完美地做到。”

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