宇宙,并非永恒不变,也可能走向终结!
关于宇宙如何走向终结,科学家提出了三种理论。
第一,大冻结。
该理论认为,宇宙会持续无限膨胀。随着时间的推移,星系之间的距离会越来越远,它们彼此不断漂移。长期下去,恒星将逐渐耗尽自身的能量,一个接着一个走向死亡,天空也会因此变得越来越暗。
但宇宙的膨胀不会停止,它将以一种缓慢却坚定的态势持续下去,最终变成一个酷寒、黑暗的所在。
我们赖以生存的地球,也难以逃脱这样的命运。太阳作为地球的能量之源,随着时间的流逝,它终有一天会耗尽所有的氢气,膨胀成为红巨星,随后燃烧殆尽。
到那时,地球将失去光和热,陷入永恒的黑暗与寒冷之中。整个宇宙,就如同地球一样,在科学家所说的 “大冻结” 中走向尽头。
这一切的根源,是从大爆炸开始,宇宙便以越来越快的速度膨胀,而天文学家将这种持续膨胀归因于暗能量的存在。
虽然我们对暗能量所知不多,但科学家相信,它占据了宇宙的 70%。爱因斯坦最早发现,空荡荡的空间也有其独特的性质,他预测真空也能拥有自身的能量,而暗能量或许就是这种真空能量的体现。
第二,大撕裂。
如果说大冻结已经让人感到不安,那么大撕裂理论则更加令人恐惧。
一些宇宙学家认为,暗能量的密度可能会随着空间的增大而增大,他们将这种暗能量称为幻能。在这种情况下,宇宙将迎来一种极为惨烈的结局 —— 大撕裂。
随着暗能量密度越来越大,宇宙将越来越受到其控制,膨胀的加速度也会越来越大。当宇宙加速膨胀时,与大冻结类似,地球上的观测者看到的星系会越来越少。
随后,幻能的力量将逐渐显现,它会把那些被万有引力束缚在一起的天体逐一剥离开来。
宇宙中任何依靠万有引力支撑的东西,都将无法逃脱被分裂的命运,所有物质都将被无情地撕碎。由于幻能不断增加,在宇宙终结前大约 1 年,它强大的力量将把地球从太阳系中扯离。而在宇宙终结之前 1 小时,幻能甚至会将地球彻底撕碎。
想象一下,整个宇宙中的星系、恒星、行星,乃至原子,都在瞬间被撕裂成碎片,这是一幅多么令人胆寒的画面。不过,值得庆幸的是,据有关宇宙学家计算,大撕裂即使真的发生,最早也不会早于 550 亿年以后,有的计算甚至表明它将发生在 900 亿年以后。
目前,大撕裂究竟是否会发生,以及何时发生,在宇宙学家中还存在着激烈的争论,因为暗能量至今仍未得到充分的证据证明其存在形式和变化规律。
第三,大崩塌。
大崩塌理论可谓是最具冲击力的一种宇宙终结设想。
该理论认为,宇宙中的各种力早晚会发生根本性变化,这将导致所有粒子的重量急剧升高。包括沙粒、行星、星系在内的宇宙万物,其重量会比现在提高数十亿倍。
在这种情况下,新增加的重量会将所有物质压缩成一个重量惊人的超热小球,此时我们所熟知的宇宙将不复存在。
这一理论的基础与 2012 年发现的希格斯玻色子密切相关。
根据希格斯提出的理论,在大爆炸后瞬间发生了一种相变,导致时空结构发生变化。在相变过程中,空白空间开始充满不可见的物质,形成所谓的希格斯场。
一些基本粒子与这个场相互作用,并在此过程中获得能量,这种固有能就是粒子的质量。丹麦南方大学的研究人员通过数学方程式发现,希格斯场能够以两种状态存在,就像物质可以呈现液态或固态一样。在第二种状态下,希格斯场的密度是科学家已观测到的数十亿倍。
如果这种超密集的希格斯场存在,那么在宇宙的特定区域,可能随时会突然出现一个 “气泡”,它如同沸水中的气泡一般,随后以光速膨胀,向所有空间扩散,将希格斯场从一种状态转变为新状态。在这个气泡内,所有基本粒子的质量将超过气泡外的粒子,它们会聚集在一起形成超大质量中心。
按照这一理论,宇宙中的一切物质都将被吸引到这个超大质量中心,就像一个膨胀的气球开始漏气,宇宙中的所有恒星、行星和星云全被牵引到宇宙的中心,最终形成一个密度无限而体积几乎为零的奇异点,这便是宇宙的大崩塌。
而在大崩塌之后,也许一切又会重新开始,就像大爆炸的逆过程,开启新一轮的宇宙轮回。但这一过程中,所有的生命、文明以及我们所熟悉的一切都将被彻底毁灭,其恐怖程度令人难以想象。