天文学家|宇宙是一个轮回?天文学家:千万亿年后,宇宙或将再次爆炸


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如果你问一个宇宙学家最让他感到绝望的物理定律是什么 , 他肯定会回答说“热力学第二定律或者熵增定律” 。
因为它证明了在一个孤立系统内 , 任何过程都会导致熵值的上升 , 最终导致整个系统的无序度到达极限 , 而由于天文学家并没有找到其他宇宙存在的证据 , 所以目前看来 , 我们的宇宙就是最大的孤立系统 , 它的熵值也在不断升高 。
具体而言 , 在由引力主导的宇宙空间内 , 不论是恒星还是黑洞 , 都存在各自的寿命极限 , 前者会因为内部氢元素的耗尽 , 而变成行星状星云或者黑洞 , 后者则会因为持续不断的霍金辐射 , 而逐渐蒸发质量 。
尽管红矮星的寿命能到达数千亿年 , 超大质量黑洞的寿命能达到数万亿年甚至更久 , 但归根结底 , 它们都是存在寿命极限的 , 不可能永远存在 。
看到这里 , 你也许会认为宇宙的终极寿命就是数万亿年 , 当所有黑洞都蒸发完毕 , 残存的星云质量也不足以再产生新的恒星后 , 宇宙就将陷入一片黑暗 , 没有任何天体能再产生光子 , 宇宙将在无限的黑暗和寒冷中死去 。
但事实却不是这样的 , 因为在发现熵增定律的一个多世纪后 , 宇宙学家和天文学家们又在宇宙中发现了新的宇宙规律 , 并且这些新规律还证明了 , 以往人类看到和观测到的所有物质 , 其实只占了宇宙的4.9% 。
后来被称为“暗物质”和“暗能量”的新发现 , 分别占了宇宙质能总量的26.8%和68.3% , 它们才是真正主导宇宙的力量 。
暗物质和暗能量之所以都姓暗 , 是因为它们不像普通物质一样 , 能被人类肉眼或者射电望远镜直接看到 , 迄今为止科学家发现它们踪迹的办法 , 只有引力 。
天文学研究表明 , 在每个类似银河系的大型星系的周围 , 都有着数倍于星系质量的暗物质围绕着它 , 暗物质提供的额外引力 , 以及星系中心区域超大质量黑洞的引力 , 一起牢牢把控住了星系内数千亿颗恒星 , 让它们不至于分崩离析 。
而相比暗物质的“粘合剂”作用 , 暗能量起到的效果却刚好相反
确切来说 , 占比68.3%的暗能量一直在让宇宙处于加速膨胀状态 , 以至于145亿光年外星系发出的光 , 已经没机会再飞到地球了 。
宇宙的加速膨胀 , 正在让星系与星系之间的距离越来越远 , 只有银河系与仙女座这样距离较近的星系组合 , 还会在彼此引力的作用下相撞 , 剩下的绝大部分距离较远的星系 , 正在被不断碰撞的宇宙时空本身隔开 。
天文学家相信 , 终有一天地球上将看不到任何一颗星星 , 因为它们都已经被超光速膨胀的宇宙空间带到光锥之外了 。
但在那之前 , 宇宙其实就不存在了
因为暗能量导致的宇宙加速膨胀 , 其作用范围正在逐步细致化 , 目前只有在百万光年左右的尺度上能被明显发现 , 未来这一尺度会下降到十万光年级别 , 届时大批星系开始分崩离析 , 恒星之间的距离会越来越远 。
早晚有一天 , 宇宙空间加速膨胀的力量会作用到每一个星球 , 每一颗原子身上 , 届时由原子构成的人类以及整个物质世界 , 都会被空间膨胀的撕裂 , 宇宙中将没有任何宏观物质存在 , 只剩下最低能级的微观活动 。
【天文学家|宇宙是一个轮回?天文学家:千万亿年后,宇宙或将再次爆炸】但膨胀不可能是无限的 , 所有有些宇宙学家认为 , 宇宙膨胀在未来某一时刻会从加速变成匀速 , 然后再变成减速 , 最后整个宇宙将由膨胀转为收缩 , 所有物质将再次汇聚到一起 , 进行下一次大爆炸 , 炸出一个新的宇宙 。