宇宙在加速膨胀，会有停止的一天吗？最后的结局会如何？
探索科学2021-01-04 19:08
地球的外面是浩瀚的宇宙，那么这个宇宙是如何来的？现代科学普遍的观点是起源于138亿年前的奇点大爆炸。一个时空奇点发生了大爆炸，通过不断的膨胀演化成为了现在的宇宙，这的确在很多人看来是不可思议的事情。
对于宇宙的起源来源于奇点大爆炸，目前还没有足够的证据。而宇宙的不断膨胀却是能够找到证据的，因为科学家通过天文望远镜的观测发现，星系正在不断远离我们，离地球越远的星系，远离我们的速度也越快。
这是宇宙膨胀最有力的观测证据，而宇宙的膨胀又让我们不得不思考另外一个问题，那就是宇宙的外面会有什么？可能有人回答：宇宙没有外面之说。可是这种认知很明显没有得到许多人们的认可。
我们都知道，一个气球想要不断膨胀，除了要往里面不断吹气之外，更重要的是外面要有足够它膨胀的空间才行。宇宙也是如此，如果外面没有空间，那宇宙是如何保持了138亿年的膨胀？而且根据目前的观测发现，宇宙有的膨胀正在加速。
同时，宇宙的加速膨胀也让很多人担忧，未来的宇宙有可能会停止膨胀，然后走向毁灭。那么宇宙会停止膨胀吗？最后的结局会如何？要揭开这些谜团，首先我们先要来了解一下宇宙从时空奇点演化到现在的一个大体过程。
138亿年前，宇宙还没有诞生，它只是一个时空奇点。而这个时空奇点则聚集了一锅巨大的能量，当能量聚集到一定程度之后，奇点就发生了大爆炸。于是巨大的能量在瞬间被释放出来，如果对爱因斯坦的质能方程式有所了解的朋友应该明白，能量和物质只是质量的两种表现形式，它们二者没有本质的区别，是可以相互转化的。
所以，时空奇点中蕴含的巨大能量其实也是属于物质，只不过是以能量的状态存在。当大爆炸发生之后，在短暂的10^-6S内，这些能量转化为电子，夸克和光子。之所以会有这种转化，其实是因为温度在随着宇宙急剧膨胀而不断降低。
夸克出现之后在强力作用下形成了中子和质子，随着宇宙温度的继续下降，质子和质子以及中子结合，形成了氢和氦以及微量的锂原子核。这一个能量转化粒子的过程是非常短的，而在这个过程中，宇宙的温度仍然非常高，光子还无法摆脱出来。
直到38万年后，宇宙继续膨胀，温度也降到了一个比较低的程度。这个时候，光子才被解放出来，开始在宇宙四处乱窜，而降低的温度也让电子被原子核捕获，真正的物质开始形成。
这个时候的宇宙，氢占到了绝大多数，如此多的氢是如何转化为更重的元素？这里我们不得不提到宇宙演化过程中最大的功臣，那就是恒星。恒星是氢元素聚集到一定程度之后，引发内部核聚变而诞生的。
恒星的内部就相当于一个巨大的可控核聚变反应堆，它的作用就是不断将氢元素转化为氦，铁等更重的元素。随着恒星在宇宙大量诞生，元素物质也不断丰富起来，而大质量恒星寿命比较短，走到尽头之后会发生超新星爆发，在这个过程中同样会演化出更重的元素。还有中子星的碰撞等也能够演化出其它的一些重元素。
这就样随着宇宙的不断膨胀，宇宙的演化也在快速进行，一步步形成了如今我们看到的宇宙。那么现在的宇宙到底膨胀到什么程度？对于这个问题我们无法给出答案，因为人类目前的观测能力非常有限，而通过电磁波或者光子来进行的观测，只能达到宇宙膨胀速度光速以内，光速之外的空间我们是无法观测到的。
原因其实很简单，当宇宙的膨胀速度越过光速之后，光子和电磁波就无法进入我们的视野，自然也就无法观测到那里的星空。由此，人类目前的可观测宇宙范围是930亿光年，而这个范围有可能只是浩瀚宇宙的冰山一角。
从大爆炸理论来看，宇宙是没有外面的，整个宇宙都是通过大爆炸而来，时空和物质都在宇宙内，之外则是混沌。可是随丰人类科技的不断进步，科学家逐渐不再相信这个观点，不少的科学家认为宇宙是有外面的，于是提出了多元宇宙论。
那么宇宙的膨胀会有停止的一天吗？站在科学的角度，这个世界上不存在无限的东西。宇宙的膨胀也是如此，它也不大可能一直膨胀下去，终有停止的一天。通过气球膨胀的例子我们明白，要想让气球膨胀需要往里面不断吹气，也就是提供能量。
同样的道理，宇宙的想要膨胀也必然需要源源不断的能量供应，那么这个能量是什么？有科学家猜想可能就是神龙不见首不见尾的神秘暗能量。暗能量在宇宙大爆炸的瞬间产生，然后在它的推动下，宇宙开始不断膨胀。
根据1998年物理学家根据Ia型超新星观测的结果，发现宇宙大约在60亿年前就开始了加速膨胀。为什么宇宙的膨胀会加速？是否意味着宇宙正在一步步走向终点？宇宙的加速膨胀对于我们来说未必是一个好消息，有可能是暗能量的主导发生了变化，正是加速推进宇宙的终结。
随着宇宙的加速膨胀，整个宇宙空间有可能在未来会发生大坍缩，宇宙物质不断被撕裂，直到最后一颗原子都被撕裂。我们用熵增定律也能够很好地解释宇宙的终点，随着熵的不断增加，整个宇宙空间会从有序变成混乱的无序，这是一个不可逆的过程。
当宇宙熵增加到最大值时，宇宙中的有效能量全部转化为热能，所有温度达到热平衡，这种状态叫热寂。这个时候宇宙的恒星产出将逐渐停止，寿命最长的红矮星也会不断消耗完燃料。宇宙将不再有恒星的存在，重新回到了完全黑暗的岁月。
最后引力波扰动，行星脱离轨道，恒星脱离轨道，只留下的黑洞没有了物质吸收也会一步步蒸发消散。这个时候的宇宙只有光子和轻子，进入最低能状态。而这一切的背后则是暗能量在主导着，它让宇宙在不断加速膨胀，让宇宙熵值在快速增加，最后归于虚无。
由此可见，宇宙的结局是不美好的，对于人类来说，的确不是一个好消息。当然，宇宙的寿命必然也是非常漫长的，等到宇宙停止膨胀走向终结的时候，人类有可能早已成为宇宙最强大的文明。如果那个时候我们能够证明宇宙之外还有空间，有多元宇宙的存在，那么即使这个宇宙将要走向毁灭，我们也可以去其它宇宙生存。
如果未来证明我们的宇宙是唯一的，宇宙之外没有空间，也没有多元宇宙。那等到宇宙走向终点的时候，不管人类的科技有如何的强大，也难逃终结的命运。当然，以上的这些只是们的猜测，想要证明首先我们要能够观测到整个宇宙范围。
而要观测到整个宇宙，传统的光学等望远镜是无法做到的，或许只有借助引力波探测器才有可能做到。只不过在引力波的研究探索上，人类还只是处于初级认知阶段，让它真正为我们服务还需要很长的时间。要是有了强大的引力波探测器，或许我们真有可能突破可观测范围，看到整个宇宙的面貌。
举报/反馈
0
0
收藏
分享
