理论教育 宇宙膨胀的原因与终极命运是什么

宇宙膨胀的原因与终极命运是什么

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:近年宇宙膨胀的证据主要来自对于超新星Ia的观察。天文学家发现,我们的宇宙不但在膨胀,这种膨胀还在加速。他们认为我们的宇宙并非是恒定的,但这只表示它有一个膨胀和收缩的周期。我们现在刚好是在宇宙从最小的状态向最大的状态膨胀的时期。等几十亿年以后,也许宇宙就膨胀到了最大的状态,然后就会转而进入收缩期。目前,许多不同学派的宇宙学家还在激烈地争辩中,各有各的理论,但仍缺乏有力的实验证据。

宇宙膨胀的原因与终极命运是什么

近年宇宙膨胀的证据主要来自对于超新星Ia的观察。有些天文学家认为所有超新星Ia的亮度都差不多,因此可以把它作为一个标准的发光体(有如一支标准的蜡烛)。因此,从超新星Ia的亮度我们就可以衡量它距离地球的远近。而从观测超新星Ia的红移现象,也可以测量它们离地球远去的速度。天文学家发现,我们的宇宙不但在膨胀,这种膨胀还在加速。这是一个非常惊人的发现。这个发现在1998年由两个独立的研究小组发表,他们后来因此获得了诺贝尔物理学奖。

不过,对于一个如此重要的天文现象,我们要非常小心地对待。首先,认为超新星Ia的亮度非常划一只是一种理论上的假设,这个假设是否正确需要不断验证。超新星是星体爆炸的结果,每个星体会有不同的质量,所以超新星Ia的亮度可能是有差异的。其次,我们还需要观察更多的超新星Ia来进一步确认它们的加速离去。最后,对于一个非常重要的宇宙现象,需要多种的证据。除了对于超新星Ia的观察,我们还需要其他独立的事件的观察,才可以更加确定。

如果我们现在已有的结论是对的,我们的宇宙正处于加速膨胀中,未来这个膨胀会继续吗?根据暗能量的理论,这种膨胀会继续。那么,未来会怎么样呢?现在有许多科普读物做出了种种猜想。例如,有人认为未来天空会越来越黯淡,所有的星系都离我们远去,银河系里的星星也在离我们而去,以后我们就看不见别的星星了,甚至太阳也离我们越来越远了。不过,这些想象目前也只是推测。(www.daowen.com)

另一个问题是:宇宙是否有一个生命的周期?也许这种宇宙膨胀到某个点以后就会停止膨胀,然后可能会收缩,再然后再次膨胀。在自然中有很多事物都有这种周期性,宇宙的膨胀会有这种周期性吗?最近有些科学家,例如Paul Steinhard和他的合作者们就提出了一种理论,认为宇宙没有经历过大爆炸(big bang)或者暴胀。他们认为我们的宇宙并非是恒定的,但这只表示它有一个膨胀和收缩的周期。我们现在刚好是在宇宙从最小的状态向最大的状态膨胀的时期。等几十亿年以后,也许宇宙就膨胀到了最大的状态,然后就会转而进入收缩期。

目前,许多不同学派的宇宙学家还在激烈地争辩中,各有各的理论,但仍缺乏有力的实验证据。因此,对于宇宙的未来我们还有很大的想象空间。

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