宇宙最后的结果是不是死亡?
我的回答就是三个字:不知道!原因就是我们目前还不理解暗能量的性质!
根据目前天文学观测和理论研究的结果,我们的宇宙的演化历史相对比较清楚了,如下图所示,从大爆炸开始经历了初始的暴胀,随后大部分时间(约80-90亿年)都是在做减速膨胀,直到距今大约50亿年前开始做加速膨胀。
产生最初大爆炸以及驱动暴胀阶段的物理机制目前还不是很清楚,有很多不同的理论模型,都有待于未来进一步的观测和理论研究进行检验。但是,大爆炸结束之后的减速膨胀的原因就是宇宙中有物质,物质之间的引力使得宇宙的膨胀逐渐变慢,而物质主要是由暗物质组成的,比普通会发光的物质多了6-7倍,但是目前还不清楚暗物质到底是什么。
如果宇宙中只有物质的话,那么宇宙的膨胀就会越来越慢,但是天文学家1998年发现,宇宙最近的膨胀却是越来越快,说明目前主导宇宙膨胀的不是物质,而是会产生排斥力的一种新能量,被称为暗能量,它目前占据宇宙中的总物质和能量的大约70%。但是我们也不知道暗能量的本质到底是什么。由于暗能量主导了现在宇宙的膨胀,那么它的性质就决定了宇宙未来的命运,如下图所示:
不同的暗能量,会导致宇宙的未来有几种截然不同的可能性:
1)宇宙未来会收缩变成一个奇点(再塌缩),然后再膨胀;
2)宇宙会一直膨胀下去,经过无穷长的时间膨胀速度终于变成零,宇宙就静止了(临界膨胀);
3)宇宙会一直膨胀下去,经过无穷长的时间变成匀速膨胀(滑行膨胀);
4)宇宙会一直保持加速膨胀(加速膨胀),在极端的情况下甚至会导致每一个星系、恒星、行星、甚至组成我们的分子和原子都会被撕开(大撕裂)!
上面的第一种和最后一种情况是两种截然不同的极端情况,我们都可以说这个宇宙死亡了,但是到底那种情况会发生,目前我们真的不知道。至少需要通过天文观测和理论研究搞清楚暗能量的本质之后,我们才有可能搞明白。
当然也有其他的(所谓非主流的)宇宙学模型给出其他的可能性(比如无始无终的循环宇宙模型),我在这里就不介绍了。所有这些模型都是科学理论,是基于天文观测和物理学理论所建立的,正确与否取决于未来的观测检验,都和哲学、玄学、宗教或者其它的学说无关。
还有另外一个可能性,不管宇宙整体的演化如何进行,但是如果宇宙中的所有物质最终都会落入黑洞,那么我们这个宇宙也就等于走向了灭亡。不过这就是另外一个问题了(也是严肃的科学问题,当然也和哲学、玄学、宗教或者其它的学说无关),目前也还没有确切的答案。
文 | 张双南