宇宙是永恒的嗎？

一直以來(lái)，人類(lèi)都以為宇宙是永恒的，說(shuō)白了就是宇宙是一直存在的，宇宙不會(huì)隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生大的變化。按照這個(gè)理論，宇宙就應(yīng)該是無(wú)始無(wú)終的，也就沒(méi)有最終命運(yùn)了。放眼整個(gè)科學(xué)史，不少學(xué)者都在堅(jiān)守這個(gè)信念。

牛頓在提出萬(wàn)有引力定律時(shí)，萬(wàn)有引力定律就與這個(gè)觀念是相互矛盾的，這是因?yàn)榘凑杖f(wàn)有引力定律，宇宙應(yīng)該會(huì)在引力的作用下向在中心收縮，可是人類(lèi)并沒(méi)有觀測(cè)到這個(gè)現(xiàn)象的存在。為了解決這個(gè)問(wèn)題，牛頓就提出宇宙是無(wú)限大的，宇宙處處都是中心，處處引力都是動(dòng)態(tài)平衡的。

同樣的，物理學(xué)界的另外一個(gè)大神愛(ài)因斯坦也遇到了同樣的尷尬的境地。愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論時(shí)，在整個(gè)廣義相對(duì)論的理論有一個(gè)描述宇宙的方程，也被稱(chēng)為廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)方程。

愛(ài)因斯坦在一開(kāi)始推導(dǎo)出這個(gè)方程時(shí)，他就發(fā)現(xiàn)這個(gè)方程預(yù)示著宇宙應(yīng)該是在隨著時(shí)間膨脹的。而愛(ài)因斯坦認(rèn)為這是不符合他的宇宙觀的。于是，他就在這個(gè)方程當(dāng)中加入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)，只要這個(gè)常數(shù)合理取值，宇宙可以處于靜態(tài)，不隨著時(shí)間的流逝而變化。

物理學(xué)史最偉大的兩位科學(xué)家都認(rèn)為：宇宙是靜態(tài)的。那是不是意味著這就是事實(shí)呢？

答案顯然是否定的，在愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論沒(méi)多久，他就慘遭打臉，這也就意味著宇宙應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的，宇宙應(yīng)該是有終局的，那具體是咋回事呢？

宇宙是動(dòng)態(tài)的！

在愛(ài)因斯坦認(rèn)為宇宙是靜止的時(shí)，一些學(xué)者就提出了他們的不同觀點(diǎn)，比如：弗里德曼，勒梅特，他們認(rèn)為愛(ài)因斯坦這么做是不科學(xué)的。尤其是勒梅特，他認(rèn)為宇宙應(yīng)該是隨著時(shí)間的流逝而膨脹的，并且根據(jù)這個(gè)進(jìn)行倒推，宇宙應(yīng)該是誕生于一個(gè)炙熱的起點(diǎn)。

不過(guò)，勒梅特只是在理論上對(duì)此進(jìn)行闡述，到底是愛(ài)因斯坦還是他對(duì)了還很難說(shuō)，畢竟科學(xué)理論是需要實(shí)證的。勒梅特發(fā)表論文后第二年，有一位天文學(xué)家哈勃發(fā)表了一篇震撼整個(gè)天文學(xué)界的論文。哈勃一直在觀測(cè)銀河系的天體，他就發(fā)現(xiàn)，銀河系外的星系都在離我們遠(yuǎn)去。那這能說(shuō)明什么呢？

要知道，如果是星系自己在動(dòng)，那應(yīng)該有的星系在向我們靠近，有的在遠(yuǎn)去，而不是都在向我們遠(yuǎn)去。這只能說(shuō)明一點(diǎn)，那就是空間整體在膨脹，所以星系才會(huì)都在離我們遠(yuǎn)去，就好比我們吹大一個(gè)氣球一樣，星系就好比氣球表面的小點(diǎn)，當(dāng)氣球變大時(shí)，小點(diǎn)之間的距離也在拉大。

通過(guò)哈勃的觀測(cè)結(jié)果，我們就可以知道，愛(ài)因斯坦這次真的錯(cuò)了，宇宙是在隨著時(shí)間的流逝而膨脹。據(jù)說(shuō)愛(ài)因斯坦也曾經(jīng)說(shuō)給廣義相對(duì)論場(chǎng)方程加宇宙學(xué)常數(shù)是他一生中犯過(guò)最大的錯(cuò)誤。既然宇宙會(huì)隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生改變，那宇宙的終局應(yīng)該是什么樣呢？

宇宙的終局

在哈勃的觀測(cè)之后，科學(xué)家就基于愛(ài)因斯坦宇宙學(xué)方程，哈勃的觀測(cè)結(jié)果等科學(xué)家的研究成果，建立起了標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型。這個(gè)模型可以描述宇宙的演化。后來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型后來(lái)不斷發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中還存在著兩種我們看不到的物質(zhì)，一個(gè)叫做暗物質(zhì)，一個(gè)叫做暗能量。其中暗物質(zhì)起到的是引力的作用，而暗能量起到的是斥力的作用。物質(zhì)之間的比例其實(shí)就會(huì)影響到宇宙的未來(lái)。

但是由于我們無(wú)法直接觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量，因此我們還可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型進(jìn)行推導(dǎo)，就得到一個(gè)結(jié)論：影響宇宙未來(lái)的演化主要取決于物質(zhì)密度。

如果宇宙的密度高于臨界密度，宇宙就會(huì)向中心擠壓，宇宙就會(huì)熱死亡。在整個(gè)條件下，宇宙的終局對(duì)應(yīng)了三個(gè)結(jié)果，一個(gè)就是大擠壓，宇宙空間收縮成一個(gè)奇點(diǎn)，如果那個(gè)時(shí)候還有生物，那么這些生物大概率就是被熱死或者壓死。

有的科學(xué)家還認(rèn)為，這個(gè)擠壓的力非常大，可能還會(huì)觸發(fā)大爆炸，這種終局叫做大反彈?；谶@樣的認(rèn)知，有的科學(xué)家甚至提出，宇宙可能就是在“大爆炸-大擠壓”的循環(huán)往復(fù)中演化。

如果平均密度小于或者等于臨界密度，那宇宙對(duì)應(yīng)的就是冷死亡。在這種情況下，宇宙就會(huì)一直膨脹下去，最終宇宙的原子結(jié)構(gòu)都會(huì)被拉扯開(kāi)，物質(zhì)都無(wú)法構(gòu)成，這也被稱(chēng)為大撕裂。

在冷死亡的這結(jié)局中，還有一種是基于熵增定律推導(dǎo)出來(lái)的，這個(gè)終局叫做熱寂說(shuō)。說(shuō)的是宇宙最終處處溫度相等，不再有熱傳遞，也就沒(méi)有信息傳遞，宇宙像一潭死水，陷入一片死寂。

那宇宙的終局是這五種結(jié)局中的哪種呢？

目前我們測(cè)到的宇宙密度大概是小于或者接近于臨界密度，也就是說(shuō)，按照目前的宇宙物質(zhì)密度情況，宇宙的終局應(yīng)該是對(duì)應(yīng)著冷死亡的那2種。不過(guò)，這里要說(shuō)明一點(diǎn)，宇宙的平均密度是動(dòng)態(tài)變化的，這個(gè)參數(shù)會(huì)發(fā)生什么變化還很難說(shuō)。