
經(jīng)過138億年不斷膨脹后 未來1億年內(nèi)宇宙可能會開始緩慢收縮
(神秘的經(jīng)過地球uux.cn報道)據(jù)科技日報:美國科學(xué)家在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》上撰文稱,他們通過對暗能量性質(zhì)的億年億年建模,并對模型進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),不斷武漢青山外圍高端美女(美女模特)vx《189-4143》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)在經(jīng)過大約138億年不斷膨脹后,膨脹未來不到1億年內(nèi),后未緩慢宇宙可能會停止膨脹并開始緩慢收縮。內(nèi)宇
自20世紀(jì)90年代以來,開始科學(xué)家已經(jīng)了解到宇宙正在加速膨脹,收縮星系之間的經(jīng)過距離現(xiàn)在比數(shù)十億年前擴(kuò)大得更快。導(dǎo)致這一現(xiàn)象背后的億年億年神秘力量被稱為暗能量。暗能量似乎與引力相反,不斷將宇宙中大多數(shù)物體推得更遠(yuǎn)而非將它們拉在一起。膨脹盡管暗能量約占宇宙總質(zhì)能的后未緩慢70%,但其性質(zhì)仍然是內(nèi)宇個謎。
阿爾伯特·愛因斯坦認(rèn)為,開始暗能量是一個宇宙常數(shù),一種編織在時空結(jié)構(gòu)中的形式不變的能量。如果是這樣,暗能量施加的力永遠(yuǎn)不會改變,那么宇宙應(yīng)該永遠(yuǎn)繼續(xù)膨脹(并加速)。但1998年,此次研究合著者、普林斯頓大學(xué)理論科學(xué)中心主任保羅·斯坦哈特等人提出了一種不同的武漢青山外圍高端美女(美女模特)vx《189-4143》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)理論認(rèn)為,暗能量并非恒定的自然力,而是一種叫做精髓的實(shí)體,會隨時間的推移而衰減。
在這篇新論文中,包括斯坦哈特在內(nèi)的3位科學(xué)家試圖根據(jù)過去對宇宙膨脹的觀測,對暗能量的性質(zhì)進(jìn)行建模。結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管宇宙已加速膨脹了數(shù)十億年,但暗能量的斥力可能正在減弱,宇宙的加速膨脹可能會在未來6500萬年內(nèi)“迅速”結(jié)束,在1億年內(nèi),宇宙可能會完全停止膨脹,進(jìn)入緩慢收縮的狀態(tài)。斯坦哈特說:“這將是一種非常緩慢的收縮,宇宙需要幾十億年才能達(dá)到現(xiàn)在大小的一半?!?br>斯坦哈特表示,從那時起,宇宙可能會發(fā)生兩種情況:要么持續(xù)收縮,直到在一次大“緊縮”中崩潰,結(jié)束時空;要么收縮到剛好與原始狀態(tài)相似的狀態(tài),然后發(fā)生另一次大爆炸,或者一次大“反彈”,從舊宇宙的灰燼中創(chuàng)造出一個新宇宙。
加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)教授加里·辛肖表示,由于該模型僅依賴于過去對宇宙膨脹的觀測,而且宇宙中暗能量的性質(zhì)仍是未解之謎,因此最新研究提出的假設(shè)目前無法驗證。宇宙未來的命運(yùn)如何,只有時間會告訴人們答案。
相關(guān)報道:新研究稱宇宙可能會“很快”停止膨脹
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)新浪科技:一項新的研究表明,宇宙可能會在“短短”1億年之內(nèi)開始縮小。這項發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的研究指出,宇宙在經(jīng)歷了近138億年不間斷的膨脹后,可能很快就會停止膨脹,然后開始緩慢收縮。
在這篇新論文中,三位科學(xué)家基于過去對宇宙膨脹的觀察,試圖對暗能量的本質(zhì)進(jìn)行建模。暗能量是一種可能導(dǎo)致宇宙加速膨脹的神秘力量。在該團(tuán)隊的模型中,暗能量不是一種持續(xù)的自然力,而是一種被稱為“第五元素”(quintessence)的假設(shè)形式,可以隨著時間的推移而衰減。
研究人員發(fā)現(xiàn),盡管宇宙的加速膨脹已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十億年,但暗能量的排斥力可能正在減弱。根據(jù)他們的模型,宇宙的加速膨脹可能在接下來的6500萬年里迅速終結(jié),然后在1億年內(nèi),宇宙可能完全停止擴(kuò)張。屆時,宇宙可能會進(jìn)入一段緩慢收縮的時期,并在數(shù)十億年后迎來時間和空間的“死亡”——或者“重生”。
這項研究的作者之一、美國普林斯頓大學(xué)普林斯頓理論科學(xué)中心主任保羅·斯坦哈特表示,這一切可能會“非常迅速”地發(fā)生。“回到6500萬年前,那是??颂K魯伯小行星撞擊地球,恐龍滅絕的時候,”斯坦哈特說,“在宇宙尺度上,6500萬年是非常短的。”
加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)和天文學(xué)教授加里·欣肖沒有參與這項研究,但他表示,這個理論并不存在太多爭議或不可信的地方。然而,由于該模型僅依賴于過去對宇宙膨脹的觀察,加上科學(xué)家對宇宙中暗能量的性質(zhì)仍缺乏了解,因此這篇論文中的預(yù)測目前還無法驗證,只能停留在理論層面。
虛空中的能量
自20世紀(jì)90年代以來,研究人員已經(jīng)了解到宇宙膨脹正在加速;相比數(shù)十億年前,星系之間的正在以更快的速度擴(kuò)大。科學(xué)家將導(dǎo)致這種加速膨脹的神秘力量命名為暗能量——一種似乎與引力相反的無形實(shí)體,可以將宇宙中最大的物體彼此推得更遠(yuǎn),而不是將它們拉到一起。
盡管暗能量約占宇宙總質(zhì)能的70%,但其性質(zhì)仍然是一個謎。阿爾伯特·愛因斯坦提出的廣義相對論認(rèn)為,暗能量其實(shí)是一個宇宙學(xué)常數(shù),是一種編織在時空結(jié)構(gòu)中、永恒不變的能量形式。如果是這樣的話,暗能量施加的力就永遠(yuǎn)不會改變,宇宙的膨脹就應(yīng)該會永遠(yuǎn)持續(xù)下去(并一直加速)。
然而,另一個與廣義相對論競爭的理論認(rèn)為,暗能量不一定是恒定的,才能符合以往對宇宙膨脹的觀測結(jié)果。相反,暗能量可能是所謂的“第五元素”,即一種隨時間變化的動態(tài)場。1998年,有三位科學(xué)家在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上發(fā)表了一篇關(guān)于這一概念的論文,斯坦哈特就是其中之一。
與宇宙常數(shù)不同,“第五元素”既可以是排斥的,也可以是吸引的,這取決于其在特定時間的動能和勢能的比例。在過去的140億年里,“第五元素”是排斥性的。斯坦哈特表示,在140億年的大部分時間里,“第五元素”與輻射和物質(zhì)相比,對宇宙膨脹的貢獻(xiàn)并不大。這種情況在大約50億年前發(fā)生了改變,當(dāng)時“第五元素”成為了宇宙的重要組成部分,其引力排斥效應(yīng)導(dǎo)致宇宙加速膨脹。
“我們在這篇論文中提出的問題是:這種加速必須永遠(yuǎn)持續(xù)下去嗎?”斯坦哈特說,“如果不是,有什么其他可能,情況會多快發(fā)生變化?”
暗能量的“死亡”
在研究中,斯坦哈特和兩位同行——紐約大學(xué)的安娜·伊堯什和普林斯頓大學(xué)的科斯明·安德烈——預(yù)測了“第五元素”的屬性在未來幾十億年里會如何變化。為了做到這一點(diǎn),該團(tuán)隊創(chuàng)建了一個“第五元素”的物理模型,展示了其隨時間推移而表現(xiàn)出來的排斥和吸引作用,以符合過往對宇宙膨脹的觀測結(jié)果。如果這一模型能夠可靠地再現(xiàn)宇宙的膨脹歷史,他們就可以將預(yù)測結(jié)果擴(kuò)展到未來。
“讓人驚訝的是,他們模型中的暗能量可以隨著時間推移而衰減,”欣肖說,“暗能量的力量會減弱。如果確實(shí)如此的話,那么最終暗能量的反引力特性會消失,它會轉(zhuǎn)變回更像普通物質(zhì)的東西?!?br>根據(jù)該團(tuán)隊的模型,暗能量的排斥力可能在數(shù)十億年前就開始快速衰減。在這種情況下,如今宇宙的加速膨脹已經(jīng)放緩了。很快,也許在大約6500萬年之內(nèi),這種加速可能就會完全停止;然后,從現(xiàn)在開始,在不到1億年的時間里,暗能量就會轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸ψ饔?,?dǎo)致整個宇宙開始收縮。換句話說,在經(jīng)歷了近140億年的膨脹之后,宇宙空間可能會開始收縮。
“這將是一種非常特殊的收縮,我們可以稱之為緩慢收縮,”斯坦哈特說,“空間不再擴(kuò)張,而是以非常緩慢的速度收縮。”
斯坦哈特表示,起初宇宙收縮的速度會非常緩慢,以至于地球上的人類(如果到時還存在的話)都不會注意到任何變化。根據(jù)該團(tuán)隊的模型,宇宙需要幾十億年的緩慢收縮,才能達(dá)到今天的一半大小。
宇宙的終結(jié)?
斯坦哈特表示,當(dāng)宇宙收縮到今天的一半大小時,可能會發(fā)生兩種情況。一種情況是,宇宙一直收縮,直到自身在一場“大擠壓”中崩塌,使我們所知的時空終結(jié)。另一種情況是,宇宙的收縮剛好會使其回到類似最初條件的狀態(tài),然后發(fā)生另一場“大爆炸”——或者稱為“大反彈”——在舊宇宙的灰燼中誕生一個新的宇宙。
斯坦哈特和另一位同行在2019年發(fā)表于《物理快報B》(Physics Letters B)的一篇論文中描述了第二種情況,指出此時的宇宙將遵循一種膨脹、收縮、擠壓和反彈的周期性模式,在這種模式中不斷坍縮和重塑。如果確實(shí)如此,那我們現(xiàn)在的宇宙可能就不是第一個或唯一的宇宙,而只是在之前膨脹或收縮的無限宇宙系列中最新的一個宇宙。斯坦哈特表示,所有這一切都取決于暗能量多變的本質(zhì)。
那么,斯坦哈特等人的描述有多可信?欣肖認(rèn)為,新論文對于“暗能量是什么”的解釋是一個十分合理的假設(shè)。他補(bǔ)充道,由于我們對宇宙膨脹的所有觀測都來自于距離地球數(shù)百萬到數(shù)十億光年的物體,因此目前的數(shù)據(jù)只能告訴我們宇宙的過去,而不是它的現(xiàn)在或未來。宇宙很可能正在快速走向收縮,但我們只有在收縮階段開始很久之后才能知道。
遺憾的是,斯坦哈特也承認(rèn),目前還沒有什么方法能夠測試“第五元素”是否真實(shí)存在,或者宇宙膨脹是否已經(jīng)開始放緩。這還只是一個將理論與過往觀察結(jié)果相匹配的嘗試,研究作者在新論文中也很好地做到了這一點(diǎn)。未來等待我們的,究竟是無盡的宇宙膨脹還是(宇宙尺度上)的快速收縮,只有時間才能告訴我們答案。