宇宙的結(jié)局是什么樣的（“大坍縮”、“大撕裂”、“大凍結(jié)”）

宇宙最終的命運(yùn)是物理學(xué)研究的重要問(wèn)題之一，近日，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在物理評(píng)論雜志上發(fā)表了一篇論文，他們利用暗物質(zhì)和暗能量的最新數(shù)據(jù)，對(duì)宇宙的壽命進(jìn)行了估算，得出了一個(gè)令人驚訝的結(jié)論：宇宙的壽命至少還有1400億年。目前，宇宙起源已有公認(rèn)的理論，認(rèn)為宇宙起源于約138億年前的一次大爆炸，但關(guān)于宇宙如何走向終結(jié)，目前還沒(méi)有一個(gè)確定的答案，只有一些基于不同理論的假設(shè)。對(duì)于宇宙會(huì)怎樣走向終結(jié)，科學(xué)家們提出了“大坍縮”、“大撕裂”、“大凍結(jié)”等各種假說(shuō)，試圖揭開(kāi)宇宙的最終命運(yùn)。在正式進(jìn)入今天的主題之前，問(wèn)下屏幕前的您，宇宙未來(lái)會(huì)以哪種方式終結(jié)？請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)留下你的想法和看法。

“大坍縮”假說(shuō)

一些科學(xué)家認(rèn)為，如果隨著時(shí)間的推移，宇宙內(nèi)的物質(zhì)不斷減少，"大坍縮"可能會(huì)發(fā)生，這將導(dǎo)致引力成為主導(dǎo)的力量。引力將導(dǎo)致宇宙收縮，這將導(dǎo)致恒星、星系和行星之間相互碰撞，宇宙將經(jīng)歷一次巨大的坍縮，這就是大坍縮假說(shuō)。根據(jù)大坍縮假說(shuō)，由于物質(zhì)的引力作用，宇宙的膨脹速度將不斷減慢，最終停止膨脹并發(fā)生坍縮。然而，在坍縮之后會(huì)發(fā)生什么尚不確定；其中一種可能性是宇宙坍縮到其初始狀態(tài)，并再次經(jīng)歷一次大爆炸，從而使宇宙進(jìn)入一個(gè)循環(huán)的狀態(tài)，然而，這種假說(shuō)并沒(méi)有得到最新的宇宙學(xué)觀測(cè)的支持。根據(jù)最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)，宇宙的膨脹速度不僅沒(méi)有變慢，反而在不斷加快，這意味著宇宙正在經(jīng)歷一種加速膨脹的階段，因此，目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)更傾向于支持“大凍結(jié)”或“大撕裂”等其他假說(shuō)。

“大撕裂”假說(shuō)

宇宙在未來(lái)會(huì)擁有怎樣的結(jié)局，目前看來(lái)主要依賴(lài)暗能量的性質(zhì)。暗能量是一種神秘的能量，它均勻地彌漫在宇宙中，與物質(zhì)所產(chǎn)生的引力相反，它會(huì)推動(dòng)宇宙加速膨脹。暗能量據(jù)估計(jì)約占宇宙總能量的68.3%。盡管如此，物理學(xué)家對(duì)暗能量的本質(zhì)了解仍然有限。直到上世紀(jì)90年代，科學(xué)家們才通過(guò)對(duì)超新星的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了暗能量的存在。之前，物理學(xué)家們一直認(rèn)為宇宙膨脹由于大爆炸的影響而逐漸減緩甚至停止。但通過(guò)觀測(cè)，天體物理學(xué)家們才意識(shí)到實(shí)際上宇宙的膨脹速度正在加速。為了研究暗能量的本質(zhì)，物理學(xué)家用它的狀態(tài)方程來(lái)刻畫(huà)它，不同的暗能量模型下，暗能量的狀態(tài)方程是不同的。有些模型認(rèn)為，暗能量的狀態(tài)方程是一個(gè)不隨時(shí)間變化的常數(shù)，這個(gè)常數(shù)可能等于1，也可能大于或小于1。如果暗能量的狀態(tài)方程等于1，那么它的密度就是一個(gè)不隨時(shí)間演化的常數(shù)，這種情況下，暗能量就相當(dāng)于一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)，它是量子力學(xué)中真空能的一種解釋。

如果暗能量的狀態(tài)方程大于1，那么它的密度會(huì)隨著時(shí)間的增加而減小，這種情況下，暗能量就相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)，它是一種可以與物質(zhì)相互作用的場(chǎng)。還有些模型認(rèn)為，暗能量的狀態(tài)方程是隨時(shí)間變化的，也就是說(shuō)它可能由大于1隨時(shí)間演變?yōu)樾∮?，也有可能由小于1變?yōu)榇笥?。如果暗能量的狀態(tài)方程小于1，那么它的密度會(huì)隨著時(shí)間的增加而增大，這種情況下，暗能量就相當(dāng)于一種“幽靈暗能量”，它會(huì)導(dǎo)致宇宙“大撕裂”。根據(jù)“大撕裂”假說(shuō)，如果暗能量是“幽靈暗能量”，那么它的密度就會(huì)隨著時(shí)間增加而增加，從而導(dǎo)致宇宙膨脹的速度越來(lái)越快，超過(guò)一切已知的物理極限。隨著宇宙的不斷膨脹，宇宙中的所有物質(zhì)最終都會(huì)被逐漸撕碎，瓦解為不受束縛的基本粒子。

“大凍結(jié)”假說(shuō)

“大凍結(jié)”也被稱(chēng)為“熱寂”。這是一種關(guān)于宇宙終極命運(yùn)的假說(shuō)，它認(rèn)為宇宙最終會(huì)演化到一種沒(méi)有任何可用能量的狀態(tài)，也就是說(shuō)宇宙達(dá)到一種熱力學(xué)平衡，所有的物質(zhì)和輻射都均勻地分布在整個(gè)空間，同時(shí)宇宙溫度也趨近絕對(duì)零度。在這種狀態(tài)下，任何宏觀物理過(guò)程和生命都不可能存在。根據(jù)這一假設(shè)，即使在暗能量存在的情況下，無(wú)論宇宙的空間幾何結(jié)構(gòu)如何，“大凍結(jié)”都有可能發(fā)生。即使沒(méi)有暗能量，如果宇宙的空間幾何結(jié)構(gòu)是平直的或開(kāi)放的，“大凍結(jié)”也可能發(fā)生。根據(jù)“大凍結(jié)”假設(shè)，在宇宙年齡為1千億年至1萬(wàn)億年期間，恒星會(huì)正常形成和演化，但隨后恒星所需的氣體將被消耗殆盡，從而使恒星停止發(fā)光發(fā)熱，整個(gè)宇宙將逐漸陷入黑暗之中。

隨后，黑洞將主導(dǎo)整個(gè)宇宙，它們會(huì)吞噬掉周?chē)�的物質(zhì)，甚至彼此碰撞和合并。但黑洞自身也不是永恒的，它們會(huì)因?yàn)榛艚疠椛涠�逐漸蒸發(fā)。接下來(lái)，宇宙將處于一種大凍結(jié)的狀態(tài)。一些科學(xué)家表示，隨著宇宙不斷的演化，熾熱氣體逐漸形成恒星、行星，滋生了人類(lèi)和各種生命形式，但熵也會(huì)逐漸增加。一旦宇宙走向無(wú)序，很難停止或逆轉(zhuǎn)，就像食物會(huì)腐爛、人類(lèi)會(huì)滅亡一樣。熵也會(huì)不斷在增加，當(dāng)宇宙中的混亂達(dá)到最大程度時(shí)，“大凍結(jié)”也將來(lái)臨。一旦熵達(dá)到最大值，所有能量將均勻分布在整個(gè)宇宙中，但任何可重復(fù)使用的能量或熱量將不再存在，這意味著能量消耗的過(guò)程將停止。從根本上說(shuō)，宇宙中的一切將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

以上三種便是科學(xué)家假設(shè)宇宙未來(lái)的結(jié)局�？偟膩�(lái)說(shuō)，在人類(lèi)目前的數(shù)學(xué)知識(shí)和物理知識(shí)所能觸及的極限范圍內(nèi)，給宇宙的最終命運(yùn)下結(jié)論，實(shí)在是太早了點(diǎn)。畢竟宇宙已經(jīng)存在上百億年，而人類(lèi)真正研究宇宙的時(shí)間甚至不到100年，或許對(duì)于宇宙的真實(shí)樣子，人類(lèi)連描述的能力都沒(méi)有，更別提預(yù)言它最終的結(jié)局了。關(guān)于宇宙未來(lái)會(huì)擁有怎樣的結(jié)局，你們?cè)趺凑J(rèn)為呢！歡迎大家一鍵三連，本期內(nèi)容就到這里了，感謝大家觀看。