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我們的宇宙將如何結束?

我們的宇宙將如何結束?

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阿貝爾2744星系團。維基百科

宇宙的命運和它的身世一樣是個謎。

宇宙在加速膨脹,這是一個被許多觀測證實了的現象。但我們不能理解為何如此。宇宙學家假設時空內部存在一種固有的能量,是這種神秘的暗能量,造成了宇宙的加速膨脹。

那麼在暗能量的主宰下,宇宙會有什麼樣的命運?無人知曉。事實上我們連暗能量是什麼都不知道。不過暗能量一定會有其表現,暗能量的不同表現,將決定宇宙走向何方。而這又有多種可能。

一種可能是,暗能量是一個常量。

這意味著暗能量不會發生變化。如果是這樣,那麼宇宙的膨脹速度會永遠保持在一個非零的正值上。宇宙的命運是,本星系群外的一切加速遠去,最終消失;而本星系群中的所有星系仍會被引力束縛在一起。

我們的宇宙將如何結束?

全天宇宙微波背景,它是「宇宙大爆炸」的餘暉。維基百科

第二種可能是,暗能量會隨時間的推移而逐漸增強。

如果是這樣,那麼不但宇宙會加速膨脹,而且一切都會被撕裂。不但離我們較遠的星系會加速離開我們,就連太陽系本身也會分崩離析。到最後,宇宙中的每一個亞原子粒子,甚至時空本身也會解體。

第三種可能是,暗能量會隨時間的推移而逐漸變弱。

假如暗能量會因時空的膨脹而被稀釋,那麼它的能量密度就會慢慢下跌。

假如暗能量衰減到零,那麼宇宙就會「凍結」,宇宙會繼續膨脹,但不會加速,也不會塌縮變小;假如暗能量變成了負的,那麼宇宙就會開始塌縮,發生所謂的「大擠壓」,宇宙將會越來越小,就像宇宙膨脹的反演一樣。

我們的宇宙將如何結束?

天爐座星系團。維基百科

第四種可能,暗能量會轉化成另一種形式。

假如暗能量不衰減,那麼它是否能夠轉化成其它形式?假如能夠,那麼暗能量宇宙實際上等同於宇宙母體誕生前的狀態。如果暗能量在較弱的狀態下,作為一種常量發生轉化,那麼就會引發一次溫柔的「宇宙大爆炸」,這樣的「大爆炸」將是低溫和低密度的,僅能產生中微子和光子。

假如轉化時暗能量已經增強,那麼轉化引發的「大爆炸」將具有相當高的能量級,或將接近母體創生時發生的那次。宇宙將被重啟。

第五種可能,也是最可怕的一種。假如暗能量和量子真空的零點能有關,且會衰減,那麼它隨時都有可能毀滅宇宙中的一切。

這種可能基於一個假設,即暗能量並非真實的最低真空能量值,而是宇宙「偽」低能狀態的一個表象。

如果是這樣,那麼這種「偽」低能狀態隨時都有可能經歷量子隧穿,向更低的能量狀態跌落。跌落一旦開始,宇宙的物理學法則都將被改變。量子世界中一切依靠這些法則連接在一起的東西都將被摧毀。而無論這種衰減何時開始,從何處開始,其產生的低能真空泡,都將以光速擴張,並最終毀滅宇宙中原有的一切。

我們的宇宙將如何結束?

我們的宇宙。它是如何開始的?又將如何結束?維基百科

這是暗能量主宰下,我們宇宙未來可能面臨的五種命運。或許有些推測讓人擔心,但宇宙已經存在了一百多億年,宇宙中很多事情的發生,都只在它所在的那個時空尺度上有意義。

可能性越多,確定性越小。有關宇宙命運的推測大多建立在大量假設的基礎上。我們對宇宙的身世和命運都知之甚少。承認這一點很重要。承認無知,並不是承認不可知,而是為了獲得真知。或許宇宙會走向前文所述五個方向中的某一個,或許宇宙的未來和我們現在想像的完全不一樣。

我們想知道客觀世界的宇宙從何而來,也想知道宇宙將走向何方。這和我們想知道自己從何而來,也對自己的未來感到迷茫是多麼相似。

也許有一天,我們會破解這兩個謎中的一個;或許那一天,我們還將同時破解這兩個謎中的另一個。

參閱:https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/01/04/the-five-ways-the-universe-might-end/#2431f0703496

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