宇宙萬物都不是永恒的，甚至連宇宙本身也不會(huì)一直像現(xiàn)在這樣星光燦爛，對(duì)于宇宙最終的結(jié)局，人們提出了多種假說，其中有一種被稱為“宇宙大撕裂”的理論認(rèn)為，宇宙最終的結(jié)局可能是終極的孤獨(dú)。我們來看看這具體是怎么回事。

“熱寂”和“大擠壓”

在發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹現(xiàn)象之后，科學(xué)家就提出猜測(cè)，宇宙最終的結(jié)局可能有兩個(gè)，一個(gè)被稱為“熱寂”，另一個(gè)則被稱為“大擠壓”。為了方便理解，我們不妨來做個(gè)簡(jiǎn)單的思想實(shí)驗(yàn)。

想象一下，現(xiàn)在你站在地球表面，然后沿著垂直于地面的方向朝著天空扔一塊石頭，正常情況下，你將會(huì)看到這塊石頭先是一直向上運(yùn)動(dòng)，但在地球引力的作用下，它向上的速度將會(huì)逐漸降低，最終會(huì)停止向上的運(yùn)動(dòng)并向下掉落，直到落回地球表面。

很明顯，你扔石頭的力量越大，石頭的初始速度就越快，它也就飛得越高，而假如你扔石頭的力量足夠大，使石頭的初始速度超過了地球的逃逸速度，那么在不考慮空氣阻力的情況下，這塊石頭就會(huì)越飛越高，雖然地球的引力會(huì)使它相對(duì)于地面的速度越來越慢，但它始終都在遠(yuǎn)離地球，這樣就永遠(yuǎn)不會(huì)掉回地面了。

同樣的道理，假如宇宙膨脹的速度超過了一個(gè)“臨界速度”，那么宇宙的引力就只能讓宇宙膨脹的速度越來越慢，但宇宙卻會(huì)永無休止地膨脹下去，而隨著宇宙的熵越來越高，最終宇宙中將再無任何的能量差異（或流動(dòng)），其最終的結(jié)局就是陷入永恒的“熱寂”。

反過來講，如果宇宙膨脹的速度沒有超過這個(gè)“臨界速度”，那么宇宙的引力遲早會(huì)將宇宙膨脹的狀態(tài)反轉(zhuǎn)，于是宇宙就會(huì)在引力作用下不斷地收縮，直到坍塌成一個(gè)“奇點(diǎn)”，這種結(jié)局就被稱為“大擠壓”。

因?yàn)樯鲜龅摹芭R界速度”是根據(jù)宇宙的引力決定的，而引力卻是由宇宙的質(zhì)量決定的，所以宇宙最終的結(jié)局到底是“熱寂”還是“大擠壓”，其實(shí)是要看宇宙的質(zhì)量到底是多少。

然而對(duì)于人類目前的觀測(cè)水平來講，想要精確地測(cè)量出宇宙的質(zhì)量，根本就是一件不可能的事情，所以科學(xué)家就想到了另一個(gè)方法來間接計(jì)算出宇宙的引力，簡(jiǎn)單來講就是：將宇宙在“現(xiàn)在”和“過去”的膨脹速度進(jìn)行對(duì)比，看看宇宙膨脹速度到底降低了多少，進(jìn)而通過這個(gè)差值來計(jì)算出宇宙引力的大小。

不得不說，這是一個(gè)很巧妙的方法，但令人意想不到的是，正是這個(gè)方法，引出了另一個(gè)關(guān)于宇宙結(jié)局的假說。

宇宙大撕裂理論

由于光速的限制，宇宙中其他天體發(fā)出的光線要抵達(dá)地球，都需要一定的時(shí)間，所以我們?cè)谟钪嬷杏^測(cè)到的天體，其實(shí)都是它們的“過去”，比如說當(dāng)我們觀測(cè)到1億光年外的某個(gè)天體時(shí)，其實(shí)看到的是它在1億年之前的樣子。

在宇宙膨脹的驅(qū)動(dòng)下，那些遙遠(yuǎn)的天體都在遠(yuǎn)離我們而去，所以只需要觀測(cè)不同距離的天體相對(duì)于我們的遠(yuǎn)離速度，再將其進(jìn)行對(duì)比，就可以得到在不同時(shí)間段中宇宙膨脹速度的差異。那么觀測(cè)哪種天體好呢？科學(xué)家選擇了“Ia型超新星”。

由兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)在宇宙中是很常見的，假如在某個(gè)雙星系統(tǒng)中，一顆恒星演化成了白矮星，與此同時(shí)，另一顆恒星則演化成了一顆結(jié)構(gòu)松散的巨星，那么在兩顆恒星距離足夠近的情況下，白矮星就會(huì)不斷地吸收巨星的物質(zhì)，其質(zhì)量也會(huì)持續(xù)增加，當(dāng)質(zhì)量增加到1.44倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)，這顆白矮星就會(huì)因?yàn)橐μl(fā)生失控的熱核爆炸，這種現(xiàn)象就被稱為“Ia型超新星”。

“Ia型超新星”非常明亮，即使隔得非常遠(yuǎn)都可以觀測(cè)到，并且因?yàn)椤癐a型超新星”的爆發(fā)條件是固定的（即達(dá)到1.44倍太陽(yáng)質(zhì)量），所以宇宙各處的“Ia型超新星”的亮度都是相同的，因此“Ia型超新星”也被科學(xué)家稱為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，通過分析它們的視亮度（即我們所看到的亮度），就可以準(zhǔn)確地判斷出它們與我們之間的距離。

1998年，三位來自于不同研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家給出了相同的測(cè)量結(jié)果：宇宙的膨脹速度并不是之前想象中的那樣越來越慢，而是越來越快！

對(duì)于當(dāng)時(shí)的科學(xué)界來講，這個(gè)測(cè)量結(jié)果無疑是顛覆性的，在接下來的時(shí)間里，科學(xué)界對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，并最終確定了宇宙確實(shí)是在加速膨脹，而上述的三位科學(xué)家也因此而獲得了2011年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在此之前，科學(xué)界認(rèn)為驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的暗能量是恒定不變的，而上述的“熱寂”和“大擠壓”也是基于這一觀點(diǎn)，然而新的研究卻表明，宇宙居然在以越來越快的速度膨脹，這就意味著，在宇宙膨脹的過程中，暗能量的密度其實(shí)一直在增加。

于是科學(xué)家就據(jù)此提出了大撕裂理論，該理論認(rèn)為，在未來的時(shí)間里，隨著暗能量密度的持續(xù)升高，宇宙將會(huì)越來越受到暗能量的主導(dǎo)，而由于暗能量在宇宙中是均勻分布的，因此當(dāng)這個(gè)過程達(dá)到一定程度時(shí)，暗能量的作用就將戰(zhàn)勝宇宙中的四種基本力，進(jìn)而將宇宙中所有的物質(zhì)全部撕裂。

科學(xué)家根據(jù)目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出，在大約167億年后，宇宙就會(huì)以這樣的形式終結(jié)，假如地球在那時(shí)依然存在的話，那么地球?qū)⒃谟钪娼K結(jié)前16分鐘毀滅。

到那個(gè)時(shí)候，宇宙中將只剩下基本粒子和能量輻射，在此之后，它們還會(huì)因?yàn)橛钪娴呐蛎浂^續(xù)以越來越快的速度互相遠(yuǎn)離，直到永遠(yuǎn)都無法產(chǎn)生相互作用，而這種終極的孤獨(dú)，就是宇宙最終的結(jié)局。

結(jié)語(yǔ)

需要注意的是，大撕裂理論只是科學(xué)家根據(jù)已知的觀測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的一種假說，因此大家了解一下就行了，不必太過當(dāng)真。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。