有个说法指出,宇宙会耗尽能量并停止膨胀,恒星、星系、行星和所有原子都会开始塌缩 , 紧缩成针尖大小,这被称为大坍缩 。 要了解宇宙是否会发生崩塌,科学家就必须先弄清,宇宙是否仍在膨胀,或膨胀的速度是否正在减慢 。 通过测量1A型超新星的亮度,科学家就可以研究宇宙的死亡 。
我们身处的宇宙已有近140亿岁了 。它创造出了各种事物的原料,如恒星、行星、树、城市、汽车、甚至人类 。我们的世界已经完成了 。但宇宙仍在演变,它的结局到底怎样?目前,科学家提出了如上关于宇宙灭亡的推论 。 美国劳伦斯·伯克利国家实验室教授、天体物理学家索尔·普密特通过寻找太空中的标记 , 研究宇宙的死亡 。这些标记就是爆炸的恒星———1A型超新星 。 他说:“只要找到足够的1A型超新星 , 你就能测量它们的亮度 。亮度较高的超新星距离比较近 , 亮度越来越弱的超新星,一定是离我们越来越远 。亮度很低的超新星,距离就很遥远了 。” 1A型超新星很像制造重元素的超新星 。但1A型超新星有个重要的特点,它们爆炸的亮度都是相同的 。 这是因为它们形成的过程都一样 。两颗恒星在重力的作用下互相绕行 。其中一颗是缩小的高密度恒星,发出高热和白光,它就是白矮星 。另一颗恒星则膨胀成庞然大物,它就是红巨星 , 它的燃料即将耗尽 。这两颗恒星互相绕行时 , 白矮星会吸取伴星的气体 , 开始年复一年地长大 。白矮星的质量达到太阳的1.44倍时,就会崩溃、塌缩,接着爆炸,释放出耀眼的光线和能量 。每个1A型超新星都是在相同质量时爆炸 。因此,宇宙各处都有相同的亮度和可见度 。 天体物理学家普密特研究发现,宇宙的膨胀速度并未变慢 普密特需要找到数百个1A型超新星,并测量它们远离我们的速度 。 通过比较不同时空的超巨星的位置和年代,普密特便能计算出宇宙的膨胀是否在变慢 。他得到了惊人的结果:宇宙的膨胀速度并未变慢 。 普密特说:“我们开始这项计划时 , 目的是在测量宇宙膨胀变慢的速度,但它变慢的速度并不足以让膨胀停止 。事实上,膨胀的速度几乎没有减缓 。我们完成分析后发现,膨胀并没有减缓,反而是正在加速 。” 普密特惊人的发现意味着,宇宙不会停止膨胀,并崩坠成针尖大小的超密物质 。事实正好相反 , 宇宙会不断加速膨胀 。宇宙正在解体 。 大约在1千亿年后,所有的星系都会瓦解,宇宙的结局是一切都会陷入停顿 美国凯斯西储大学劳伦斯·克劳斯教授说:“宇宙的膨胀速度不断增加 。直到一切都分崩离析,这并不只限于星系 , 还包括物质、地球、恒星、行星、人类和原子,所有的事物都会烟消云散 。” 太阳燃烧殆?。笤荚?千亿年后,所有的星系都会瓦解 。宇宙中将只剩下孤立的恒星,这些恒星的能量也即将用尽 。有些恒星会变成白矮星或褐矮星,有些会塌缩成中子星或黑洞 。大爆炸之后数千万亿年,就连黑洞也会消失 。所有的物质都会分解成最基本的成分 。原子也会分解 。最后,连构成原子的质子也会发生衰变 。 克劳斯表示,宇宙的未来很可能非常凄凉 , 成为寒冷、黑暗和空虚的地方 。随着宇宙的不断膨胀,星系也开始互相远离 。太空会变成一片空虚、死一般寂静 。我们的星系团将以超越光速的速度远离我们,并消失在黑暗中 。 最后,一切都会陷入停顿 , 这就是宇宙的结局 。宇宙最后将会死亡,剩下的,只有冰冷、黑暗、死气沉沉的虚空 。 -供稿/美国《国家地理频道》 ◆延伸阅读 宇宙之初 宇宙大爆炸理论如何得来? 宇宙曾经很小的概念,源自美国天文学家埃德温·哈勃的伟大研究 。在20世纪20年代,大多数天文学家都认为 , 夜空中所有的可见物体都是恒星,都是银河系的一部分 。但哈勃却不这么认为,他研究了旋转的仙女座星云后,发现其中有很多恒星,表明它是银河系之外的另一个星系 。哈勃证明了其它星系正渐渐远离银河系 。星系和我们的距离越远,远离的速度似乎也越快 。这说明宇宙正在膨胀 。 如果宇宙真的在膨胀,那么,它过去一定比现在小得多,总归要有个开始 。于是,大爆炸理论诞生了 。 当然,没有人知道大爆炸时具体发生了什么 。但科学家相信,起初 , 宇宙中空无一物,没有空间和时间 。接着,就有了光 。有个小光点出现了 , 它的温度极高 。在大爆炸最初的一刻,宇宙中的所有事物,所有星系中的物质和能量,都被包含在这个比一个原子还小的区域里 。这个小火球就是全部的空间 , 时间就从这里开始 。 宇宙是如何一步步长大? 小光点速度成长,时间不断流逝,空间也不断膨胀 。 在大爆炸后的百万分之一秒,宇宙已从比一个原子还小 , 膨胀到了太阳系的8倍大 。 在大爆炸后38万年,宇宙已经膨胀到银河系的大小,温度从华氏数十亿度冷却到了几千度 。 在大爆炸后的90亿年,生命所需的所有元素都出现了 。宇宙已经发展成了一个浩瀚复杂的空间 , 拥有数十亿个星系和无数恒星 。在银河系的一个寂静的角落,一大团尘埃和气体开始聚集 。它是一个大质量超新星遗留下的碎屑 。达到临界质量时,这团碎屑开始猛烈燃烧,一颗恒星诞生了 , 它就是我们的恒星———太阳 。 尘埃和气体在新恒星的轨道上形成漩涡状的圆盘 。在重力的牵引下,这个环状结构中的尘埃和气体开始碰撞 。尘埃和气体团越来越大 。行星诞生了 。地球就是这些行星中的一颗 。
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