刘慈欣的小说(刘慈欣的小说照进现实?新发现,宇宙未来或停止膨胀,开始收缩)
2023-04-28 富美财经 浏览量:次
世间万物有始有终,宇宙也同样如此,有开端那势必就会有终结的那一天。刘慈欣有一本科幻小说《塌缩》,讲述了未来宇宙的命运,宇宙开始塌缩一切都将重新回到起点。
最近在《美国国家科学院院刊》上有科学家团队发表了一篇名为《Rapidly descending dark energy and the end of cosmic expansion》的研究论文,论文名字很直白,大体意思就是暗能量衰减,宇宙膨胀减弱甚至停止。
在哲学上我们喜欢追问三个问题“我是谁?我来自哪里?又要到哪里去?”,而对于宇宙我们也追其本源,想要知道宇宙的起源和未来的演化问题。
爱因斯坦作为物理学的巨擘,对于宇宙演化的问题也非常痴迷,在他提出自己的广义相对论后,就曾经用自己的广义相对论场方程来研究宇宙演化问题,最终得出了一个“动态宇宙的模型”,受到传统稳态宇宙思想的影响,爱因斯坦也不喜欢动态的宇宙,因此就在自己的场方程中加入了一个常数,让宇宙重归稳定。
后来著名的天文学家、河外天文学家奠基人哈勃发现了星系红移现象的存在,认为距离银河系越远的星系它们的退行速度就越快,爱因斯坦听到这个消息的时候来到了哈勃工作地点亲自观测,才发现此前自己错了,这个宇宙是动态膨胀的。
宇宙目前的状态既然是膨胀的,那么如果往早期宇宙追溯,最终可以知道宇宙曾经作为一个致密的奇点,138亿年前经过一场“爆炸膨胀”,才形成今天的局面,那么按照正常的思维方式,宇宙的膨胀应该是减速过程。道理很简单,膨胀的宇宙在自身的引力拉扯下,有一个向内的力,就像是垂直地面抛出一个小球,这个小球的运动形式便是出手的瞬间速度最大,之后减速运动达到最高点速度转变,开始向下加速运动。
按照这样的思维方式,宇宙将是减速膨胀过程,直到膨胀速度变为零,便开始加速收缩,最终宇宙还会形成一个奇点,就这样反复不同的运动,宇宙生生不息。
但是天文学家根据发现的一些高红移Ia超新星进行研究用来测量宇宙的减速膨胀速度,发现了非常反直觉的事情,宇宙先减速膨胀最后变成了加速膨胀,天文学家用了四年多的时间绘制出这张宇宙膨胀速率变化图,从中可以看到宇宙大爆炸后的70亿年时间宇宙是减速膨胀的,这跟我们常规的思维方式一致。
但是在宇宙大爆炸70亿年之后,宇宙的膨胀开始加速,整个过程很奇怪,在那个时间点就像发生了不可思议的事情,垂直地面向上抛的小球没有减速上升再加速下落,而是先减速上升到某个位置之后开始加速逃离,这是科学家非常难以理解的。
在那个时间点就像出现了一只看不见的手推着小球开始加速上升,或者说推着宇宙摆脱自身的引力拉扯开始加速膨胀。科学家把这只看不见的手定义为“暗能量”,与此相关的三位物理学家也获得了诺贝尔物理学奖。
暗能量的性质也非常反直觉,跟重力正好相反,距离越远它的作用效果越明显,这也可以很好地解释宇宙加速膨胀的事实。
但科学家研究发现暗能量或许并不是恒定的自然力量,它会随着时间不断地消逝,根据最新的研究宇宙的加速膨胀或许会在未来的6500万年内迅速结束,之后经过大约1亿年的加速膨胀过程最终停止膨胀。最后宇宙便开始进入收缩的阶段,最终的结果或许让一切重归起点,并且开始新的大爆炸过程,宇宙新的演化历程开始。
当然宇宙无论是收缩还是膨胀,对于地球上的生命来说意义并不大,或者对于人类文明来说意义不大,毕竟那个时间太过于漫长。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。
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