145亿光年外,星系超光速退行!加速膨胀的宇宙,结局怎样?

145亿光年外,星系超光速退行!加速膨胀的宇宙,结局怎样?
2022年09月05日 00:12 艾牛科普君

宇宙大约诞生于138亿年前,不过可观测宇宙的半径却达到了465亿光年,这是因为宇宙空间的膨胀速度超过了光速。

观测数据表明,自宇宙大爆炸发生以来,宇宙一直在膨胀,并且现在正在加速膨胀。“宇宙正在加速膨胀”这一发现已获得诺贝尔物理学奖。

真空中的光速是宇宙中最快的速度,是一切物体运动速度的上限。宇宙膨胀的速度能够超越光速,是因为宇宙空间处处都在膨胀,没有膨胀中心。这一点类似于膨胀的气球,气球膨胀的速度是固定的,但气球表面上间隔越远的两个点,它们之间相互远离的速度就越快。那里的星系只是相对我们来说运动速度超过了光速,实际上并没有以超光速运动,这是由于距离增加导致的速度叠加。

根据欧航局普朗克卫星在2013年的测定,描述宇宙空间膨胀速率的哈勃常数的数值为 67.80±0.77(km/s)/Mpc,即天体之间的距离每增加“100万秒差距(简称Mpc,1Mpc=326万光年)”,星系之间相互远离的速度就会增加约67.8公里每秒。

据此计算可知,大约在距离地球145亿光年的地方,由于宇宙空间的膨胀,那里星系远离我们的速度就已经超过光速了。

对于那些已处于宇宙超光速膨胀区的星系来说,它们发出的光,永远也到达不了地球了,这些光将会被困在黑暗冰冷的宇宙空间中。如果那些星系中存在外星文明,这意味着我们将与它们彻底失联。

如果宇宙一直膨胀下去,一直处于加速膨胀状态,不仅各个星系之间将会彼此远离,成为宇宙中的孤岛,就连星系中的恒星也终将会因为这股力量而彼此远离,到那时星系将会解体消失,最终一切都会被撕裂。

宇宙的这一命运走向被科学家称为大撕裂,或者叫作冷寂。不过,宇宙是否真的会以这种方式结束,科学家也不敢确定,因为我们现在对宇宙了解得并不全面。科学家认为,宇宙未来的命运走向主要取决于暗能量,暗能量具有斥力性质,之外我们对它所知甚少。

除了认为宇宙会一直膨胀下去,也有观点认为,宇宙膨胀到一定程度将会因为某种原因发生收缩,最终重新回到奇点状态,这一命运走向被称为大收缩。

在大收缩的基础之上,还有人认为,宇宙收缩成为奇点之后,会再次发生大爆炸,而整个宇宙就在这种收缩和膨胀的过程中不断新生和消亡。说实话,这一观点我也比较认同,不过这需要坚实有力的证据支持才行。

当然,除了收缩和膨胀,宇宙也有可能在某一个时间点上来到平衡状态,那时既不膨胀也不收缩。可如果宇宙是孤立的,不存在多元宇宙,并且能够存在很长的时间,那根据热力学第二定律,它终将会走向热寂,整个宇宙那时会达到最大熵状态。也就是说,就算宇宙不膨胀也不收缩,它也会消亡。

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