根据当前关于“暗能量”及宇宙膨胀的理论观点和相关观察数据,我们所在的宇宙可能会以三种方式之一走向终结。每一种可能都令人感到悲观,而这一切可能将在一个难以想象的时间跨度——googol年(即10的100次方年)内发生。



宇宙的大撕裂:

宇宙的膨胀过程持续进行,其背后似乎有某种未知的力量(即暗能量)在起作用,使得空间不断被创造出来,并在宇宙的各处均匀分布。地球、太阳系、银河系等我们熟悉的天体系统仍然保持着紧密的结构。

这是因为在这些系统中,引力作为主要的作用力,使我们感受不到自身的膨胀。但在星系间,引力作用不占主导,我们观察到它们正在彼此远离。不幸的是,根据当前的计算模型,宇宙的膨胀速度似乎在逐渐增加。如果这种趋势持续,一旦宇宙的密度低于某个“临界密度”,膨胀将加速到一个极限,使得引力在所有系统中都不再是主要作用力。最初,像星系这样由引力较为松散地结合在一起的大尺度天体会开始解体;接着是庞大的恒星和黑洞;然后是更小规模的恒星;最终,行星也会被撕裂。进一步地,质子间的空间生成速度甚至会超过光速,导致原子结构分解。然而,分解后的质子却永远无法接触到其他质子。宇宙最终会以这种方式永远消亡。

“永远”这个词在这里并不确切,因为空间的膨胀速度超过了光速,导致根据广义相对论,宇宙中的时间似乎被“冻结”了,因此这将是一个“无时间”的宇宙。这便是真正的终结,时间的尽头。



宇宙的热寂(或称大冰冻):

热寂与大撕裂的主要区别在于,到最后物质不会被撕裂。随着时间的推移,物质最终通过热辐射过程转化为热能。宇宙的熵达到最大值,最终化为一碗均匀的热汤,物质完全消失,只剩下了背景辐射。随着宇宙的进一步膨胀,辐射温度也降低至绝对零度。永恒的黑暗将会笼罩一切。

如果你相信像柏拉图那样,认为灵魂是非物质且永恒的,那么对于这三种可能来说,这可能是最让人绝望的一种。这一过程将持续数十亿年,你可以在这段时间里尽情欣赏诗意般的星空。然而,即使这段时间相对较长,与永恒相比仍显得十分短暂。一秒钟与永恒相比,并没有比一年更接近,它们都是一样的。

你将在无尽的虚无中度过无数个googol年。尽管如此,这个结局还是比大撕裂稍微好一些,因为至少时间依然存在,还存在这样的可能性:经过漫长的时间后,某处的随机“量子隧穿”效应可能引发熵减,使得有趣的现象出现——真空中突然出现一个原子、一个水分子、一块石头、一本书或一张唱片。尽管这些想法听上去荒谬,如果要计算它们的概率,或许分母上的数字超过了当前宇宙中基本粒子的总数。然而,嘿,这仍然是一个有限的数字,并非不可能事件。在永恒之中,这一切必然会发生。

在无尽的虚空中,或许在有限但极其漫长的时间内,你会见证一系列惊人的巧合发生,从而引发下一次大爆炸。



宇宙的大收缩和大反弹:

这是三种推测中最为“令人安慰”的一种,如果暗能量最终被证明是减弱的,或者其量值不如我们目前所认为的那么多,那么终有一天,宇宙中的引力会重新占据主导地位。宇宙将开始收缩,达到一定界限时,宇宙中将形成无数黑洞,最终这些黑洞会合并成一个巨大的黑洞,吞噬宇宙中的所有物质和能量。

大反弹理论认为,在这一刻,巨大的黑洞会触发下一次大爆炸。这个理论认为,我们的宇宙一直是这样循环往复地膨胀、收缩和爆炸。

星系间的碰撞:

NASA预测,我们的银河系将在大约37.5亿年后与仙女座星系发生“碰撞”。这里的碰撞并不是指物理上的撞击,因为星系间的恒星间距非常大。但在两个星系“相撞”的过程中,巨大的引力作用将导致许多星系内的星云和星际尘埃发生坍塌,从而形成新的恒星。数以亿计的恒星将在此次碰撞中诞生。到那个时候,我们的太阳系可能位于银河系的一个更外侧的旋臂上。从理论上讲,太阳系几乎不可能被摧毁。但碰撞产生的辐射,主要是新星和超新星释放出的γ射线,将对地球上的生命造成多大影响,目前还很难估量。



从现在的星空开始,左上角的模糊小点即为仙女座星系。第二张图展示了20亿年后的星空;第三张图是37.5亿年后;第四张图展示了38.5亿年后,其中温暖的光芒代表新诞生的恒星;第五张图是39亿年后,新星的数量越来越多;第六张图展示了40亿年后,我们的星系被潮汐力撕碎,开始与仙女座星系融合;第七张图是51亿年后,两个星系的核心变成了两团极为明亮的光团;第八张图则展示了70亿年后,两个星系最终融为一体。能在这场漫长的宇宙烟火表演中走向终结,也可以说是最壮美的谢幕了!

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