宇宙会一直膨胀下去?科学家:1亿年后可能就开始坍缩!

根据目前主流的说法,宇宙是从大爆炸中诞生,并且至今已经膨胀了137亿年

宇宙一开始只是一个无穷小的起点,以超光速膨胀到了如今无穷大的尺度。

有一种说法是,这种膨胀将会永远持续下去,总有一天我们抬头望着天空将会是空洞一片,什么都没有,也看不到任何星系,人类将会陷入永恒的孤单(如果人类还存在)。

(图片来源:网络)

6500万年后宇宙不再加速膨胀?

但如今也有科学家预言,宇宙漫长的膨胀将会在1亿年内停止,之后开始坍缩,而造成这一点的原因,就是暗能量。

无论如何,至今,宇宙还是在继续膨胀,甚至速度越来越快,让物理学家不得不引入暗能量来解释这种奇怪的加速力。

根据《美国科学院院刊》一份研究像是,暗能量的一种可能状态,可能会让宇宙在不久之后停止膨胀,并开始坍缩。

这个时间点相对宇宙来说并不遥远,科学家预测在6500万年后,宇宙的膨胀就不会再加速,1亿年后膨胀将会停止,之后开始坍缩。

如果对于6500万年没什么概念,地球的6500万年前恐龙才刚刚灭绝。

被用来观测宇宙膨胀速度的超新星(图片来源:网络)

宇宙目前正在加速膨胀

关于宇宙的状态,过去一直迷惑着科学家们,爱因斯坦在1915年创立了广义相对论才将宇宙学成为一门学科,当时爱因斯坦坚信宇宙处于永恒不变的静态,但他的宇宙模型无法给出静态的解,宇宙总是在膨胀或收缩中,于是添加了“宇宙常数”,已让宇宙“静止”下来。

1929年,哈珀观测到红移现象,发现到这些星系正在远离我们,符合了宇宙正在膨胀的说法。

但问题并没有结束,如果宇宙正在膨胀,就意味着宇宙变大,物质密度就变小,能量密度也会变小,那么根据爱因斯坦场方程预言,宇宙膨胀应该在逐渐减速才是,但天文学观察再次出乎所有人预料之外,1998年通过Ia超新星观测,发现宇宙正在加速膨胀

宇宙137亿年来的进化史(图片来源:网络)

宇宙近70%为暗能量

物理学家们于是认为宇宙中应该还存在一种未知的东西,能量密度不会随着宇宙变大而减少,而是保持常数,也就是说,宇宙膨胀到原来两倍大时,这种能量总量也会翻倍。

根据今天宇宙中物质占比,其中68.3%为暗能量,26.8%为暗物质,4.9%为已知的普通物质。科学家也估计暗能量应该占据宇宙物质的70%才能符合宇宙加速膨胀的现象。

但有科学家认为,如果暗能量的能量密度不是一个常数,而是随着时间变化,那么宇宙很有可能在未来停止膨胀,并开始坍缩,这点最快只需要1亿年时间。

宇宙物质占比图(图片来源:网络)

“暗能量并非固定不变”

根据Paul Strinhardt等三名科学家在1998年发表论文表示,暗能量并非能量密度固定不变的,而是一种随时间变化的标量场,这种标量场表现出吸引还是排斥,取决于其动能和势能的比例

研究员认为,这个标量场在宇宙诞生35亿年后变得具有排斥性,但那时候对于宇宙膨胀起到主导作用的还是物质的能量密度,因此膨胀速度逐渐减少,直到宇宙诞生98亿年后,物质能量密度随着宇宙变大而降低,暗能量才起到了主导作用,让膨胀加速。

几十亿年才能缩到现在一半大小

但如果暗能量真的是个标量场,成分变化有可能导致排斥性逐渐消失,根据Anna Ijjas和Cosmin Andrei最近发表在PNAS的论文显示,他们建立的宇宙模型符合已知的宇宙膨胀历史,之后利用这个模型模拟了未来暗能量会发生的变化,发现暗能量的能量密度会随着时间减少,最终会表现得像普通物质,而这个转变在6500万年内就会达成,让宇宙膨胀不再加速,1亿年后暗能量就会变得有吸引力,导致开始收缩。

但研究员表示,这个收缩过程非常缓慢,可能需要再经过几十亿年,宇宙才能达到现在的一半大小,另外,我们现在所观测到的天体都是数百万到数十亿光年前的,也就是过去的讯息,所以宇宙也有可能已经开始收缩了,只是我们还不知道。

无论如何,人类目前还没有办法确定这是不是真的,毕竟目前的一切都只是理论而已,关于宇宙的真相,人类到底有没有机会得知,一切都是未可知。

文章资料来源:新浪

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