天文|宇宙会以什么样的方式结束？科学家给出了不同的预测
别担心 ， 你还有的是时间 。 据一些主要研究者的说法 ， 宇宙结束可能是在50亿年后的事儿了 。
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美国国家航空航天局
考虑到当下世界各地的处境 ， 我们或许不应该谈论宇宙末日这个话题 ， 这太病态了；但灾难有时也喜欢结伴而行 。 就像宇宙中的一个常数 ， 所有的一切都肯定会在某个时刻结束 。 不过 ， 好消息是 ， 在宇宙末日到来之前 ， 你还有很多时间 。
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在2010年发表的一篇标题为《永恒的膨胀预示着时间会结束》的研究论文中 ， 研究人员预测宇宙会在大约50亿年后结束 ， 讽刺的是 ， 该时间与太阳结束的时间差不多一致 。 然而 ， 你有想过什么会导致我们宇宙的终结吗？或者它是否会提前到来？一些理论物理学家说它可能会在28亿年后发生 。
宇宙的开始—大爆炸
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138亿年前 ， 一次大爆炸的发生喷涌出了难以想象的能量 ， 为整个宇宙（包括你）的存在奠定了基础 ， 我们的宇宙也就此出现 。 此刻 ， 你可以把早期的宇宙想象成一个小气球 ， 但它有着大爆炸的能量 ， 所以它在数十亿年里不断膨胀 。 直到今天 ， 宇宙仍在加速膨胀 。 “但在很长的时间里 ， 包括爱因斯坦（Albert Einstein）在内的科学家们都认为宇宙是静止和无限的 。 ”伦敦大学学院（University College London）的天体物理学讲师托马斯·基廷（Thomas Kitching）说到 。
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“但那之后的观察显示宇宙在膨胀 ， 而且是加速膨胀 。 这说明它一定起源于一个更紧凑的状态 ， 也就是我们口中的宇宙大爆炸 ， 这也意味着时间确实有一个起点 。 ”简而言之 ， 大爆炸产生的能量太多了 ， 导致宇宙仍在继续膨胀 。
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但是 ， 宇宙会继续膨胀吗？回到我们的气球例子 ， 如果气球持续膨胀产生能量和空气 ， 最终 ， 气球会因为变得太大而爆破 。 研究人员认为 ， 在遥远的将来 ， 宇宙也可能会发生同样的情况 。 然而 ， 不只这个 ， 还有很多关于宇宙如何终结的理论存在 。 一些领头的研究者认为宇宙要么坍缩 ， 要么变小 ， 甚至衰变 。
宇宙的终结—大解体
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让我们从我们讨论过的第一个理论开始吧 。
大解体理论在科学界已经流行多年了 。 事实是 ， 正如我们已多次提到的那样 ， 宇宙正在加速膨胀 。 而随着时间的推移 ， 宇宙的引力会比它实际所包含的引力更强 。 最终 ， 这会导致星系、行星、恒星甚至黑洞的东分西裂 。 还会剩下什么？什么都没有 ， 如果此时人类仍然存在 ， 那么这个新的“宇宙”只不过是一个个孤立的粒子；就像萨诺斯打了两次响指一样 ， 我们的星球会随之慢慢衰变为放射物 。
范德比尔特大学（Vanderbilt University）的物理和数学教授托马斯·凯法特（Thomas Kephart）和罗伯特·舍勒（Robert Scherrer）是大解体的主要研究者和支持者之一 。 实际上 ， 他们已经为大解体建立了一个新的数学模型；关于我们宇宙中难以捉摸的暗能量 ， 这个模型也可以提供更多信息 。 正如范德比尔特出版团队所提到的 ， “关于宇宙的最终命运 ， 新的数学模型会有重要影响 。 它更倾向于宇宙学家提出的其中一个更激进的观点 ， 即所谓的“大解体”；它也许也能为暗能量的基本性质提供新的线索
那么 ， 当宇宙变成了孤立的粒子之后 ， 接下来又会发生什么？有些人推理说大解体可能会带来另一次大爆炸 ， 意指宇宙本身可能是毁灭和创造的循环过程 。 但是 ， 再次声明 ， 好消息是你现在不必担心这些 ， 这都是几十亿年后的事情了 。
宇宙的终结—大冻结
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大冻结（也被称为热寂）是关于几十亿年后宇宙终结方式的另一种假说 ， 而这个假说不太乐观 。 事实上 ， 在本文列出来的所有宇宙终结方式中 ， 它属于最被广泛接受的模型之一 。
与大解体或大坍缩形成鲜明对比的是 ， 大冻结是建立在熵背后的基本理论上的 。 我们宇宙这个的巨大的孤立系统会不断增加其熵 ， 直到达到最大值 。 在末日到来之日 ， 我们宇宙中的热量会被消耗殆尽 ， 使得其他可用能量不再有存在的空间 。
简言之 ， 宇宙会停止运动（或运动地非常缓慢） ， 因此就有了“冻结”这个术语；空间中的大气太稀薄了 ， 以至于恒星也可能会在这个漫无边际的新空间里形成 。 这几乎就像是把一块布拉伸到不能再拉伸的程度 ， 但它仍然能够以微小的增量膨胀 。
我们的宇宙将从有序走向无序 。 基本上 ， 这种情况会使得宇宙出现一个时期：宇宙中的所有物质无休止地膨胀着 ， 直到所有物质最终达到一个统一状态 。
宇宙的终结—大坍缩
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而在我们末日理论的另一端 ， 是宇宙可能会继续自我坍塌 。 让我们回到我们的气球想法：假如气球没有爆破 ， 而是收缩到了原来的起点 。 这基本上就是大坍缩理论的观点 。
在这种情形下 ， 重力会成为主导力量 ， 宇宙也会在那个时刻永远地停止膨胀 ， 并随着时间不断地坍缩 。 那么 ， 这又会带来什么？一片混乱 。 恒星、行星、其他天体、甚至其他星系会相互碰撞 ， 给我们的宇宙带来一个非常激烈的终结 ， 使其重新回到奇点 。
丹麦大学（University of Denmark）的研究人员关于此理论的观点是：这种内爆相变过程可能已经在我们的宇宙中发生了 。 这并不是什么好消息 。 在《高能物理学报》上发表的一篇文章中 ， 丹麦研究人员将该过程描述为一个水变成蒸汽的过程 。
文章里说：“相变会从宇宙的某个地方开始并从那里开始扩散 。 也许坍缩在宇宙的某个地方已经开始了 ， 而现在它正在啃食宇宙的其他部分 。 也许此时此就在发生坍缩 。 又或者它会在10亿年后开始于一个很远的地方 。”
好消息是 ， 最新的研究指出宇宙正在加速膨胀 。 从宇宙学的观点来看 ， 我们还没有充分的理由去相信宇宙坍缩理论 ， 包括丹麦大学的一些研究者也持相同观点 。
宇宙将何去何从？
由于研究人员仍在试图了解我们宇宙的各个方面 ， 因此仍然很难十分肯定地预测哪种情况会发生 。 关于宇宙中的暗能量背后特性的研究 ， 最终也许可以帮助研究人员更好地认识我们宇宙不可避免的终结 。 但不管怎样 ， 在大多数情况下 ， 你还有几十亿年的时间 。 关于宇宙末日的哪个理论最让你抓狂？请在下面留言 。
作者: Donovan Alexander
FY: 绿土
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