膨胀宇宙的未来

物理宇宙學家指出,宇宙的未来很可能為繼續膨胀。如果事實如此,宇宙就很可能將因其膨胀以致繼續冷卻,並導致達到不足以維持生命的溫度;因此,膨胀宇宙的未来又稱為大凍結(又稱熱寂)。[1]

情況

膨胀宇宙的未来將會是蒼涼的。[2]若根據宇宙學常數加速了宇宙的膨胀,星系間的距離將會持續增加。紅移將會被拉長,到達的光子將會是長波長和低能量的光子。[3]恆星的形成仍會維持於1×1012至1×1014年,但形成恆星的氣體將會耗盡。當最後一顆恆星用完其燃料後,宇宙就不可能再有恆星誕生。[4][5]根據預測質子衰變的理論,1040年后,恆星殘餘物將會消失,剩下的將會只是黑洞,而黑洞亦會因放出霍金輻射而慢慢消失。[6]最終,如果宇宙溫度下降到一個程度,那麼再沒有活動能在宇宙中作出,從而導致宇宙熱寂[7]屆時,宇宙將會空無一切。溫度亦會持續下降。

宇宙的未来

宇宙的未来有很多可能性,而這些主要有4種:持續膨胀、热寂、停止膨胀和收縮。[8]

大撕裂

宇宙因星系間並無回返的引力作用而持續膨脹,並在暗能量的作用下,即使是基本粒子之間也以超光速互相遠離,即大撕裂

热寂

根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流異而增加,由有序向無序,當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。熱寂理論最早由威廉·湯姆森於1850年根據自然界中機械能損失的熱力學原理推導出的。

停止膨胀

宇宙若無足夠能量將會停止膨胀,停止膨胀亦會是最理想的環境,宇宙溫度適中之餘便有足夠資源形成恆星甚至生命。

收縮

宇宙膨胀到某一階段將會停止膨胀並反過來收縮,收縮亦會縮小各星系間的距離,令宇宙溫度上升,最後導致和大爆炸相反的大擠壓,而這樣下去有可能會出現大反彈而形成一個新的宇宙。

參考

  1. WMAP - Fate of the Universe 页面存档备份,存于, WMAP's Universe, NASA. Accessed on line July 17, 2008.
  2. "Heroic" research confirms universe's bleak future 页面存档备份,存于, Anna Salleh, May 27, 2002, news, Australian Broadcasting Corporation. Accessed on line July 18, 2008.
  3. Life, the Universe, and Nothing: Life and Death in an Ever-expanding Universe, Lawrence M. Krauss and Glenn D. Starkman, Astrophysical Journal, 531 (March 1, 2000), pp. 22–30. doi:10.1086/308434. Bibcode2000ApJ...531...22K.
  4. A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects, Fred C. Adams and Gregory Laughlin, Reviews of Modern Physics 69, #2 (April 1997), pp. 337–372. Bibcode1997RvMP...69..337A. doi:10.1103/RevModPhys.69.337 arXiv:astro-ph/9701131, §IID
  5. Adams & Laughlin (1997), §IIE.
  6. Adams & Laughlin (1997), §IV.
  7. Adams & Laughlin (1997), §VID
  8. 時間簡史
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.