宇宙最終的命運是物理學研究的重要問題之一，近日，一個國際研究團隊在物理評論雜志上發(fā)表了一篇論文，他們利用暗物質(zhì)和暗能量的最新數(shù)據(jù)，對宇宙的壽命進行了估算，得出了一個令人驚訝的結(jié)論：宇宙的壽命至少還有1400億年。目前，宇宙起源已有公認的理論，認為宇宙起源于約138億年前的一次大爆炸，但關(guān)于宇宙如何走向終結(jié)，目前還沒有一個確定的答案，只有一些基于不同理論的假設(shè)。對于宇宙會怎樣走向終結(jié)，科學家們提出了“大坍縮”、“大撕裂”、“大凍結(jié)”等各種假說，試圖揭開宇宙的最終命運。在正式進入今天的主題之前，問下屏幕前的您，宇宙未來會以哪種方式終結(jié)？請在評論區(qū)留下你的想法和看法。
“大坍縮”假說
一些科學家認為，如果隨著時間的推移，宇宙內(nèi)的物質(zhì)不斷減少，"大坍縮"可能會發(fā)生，這將導致引力成為主導的力量。引力將導致宇宙收縮，這將導致恒星、星系和行星之間相互碰撞，宇宙將經(jīng)歷一次巨大的坍縮，這就是大坍縮假說。根據(jù)大坍縮假說，由于物質(zhì)的引力作用，宇宙的膨脹速度將不斷減慢，最終停止膨脹并發(fā)生坍縮。然而，在坍縮之后會發(fā)生什么尚不確定；其中一種可能性是宇宙坍縮到其初始狀態(tài)，并再次經(jīng)歷一次大爆炸，從而使宇宙進入一個循環(huán)的狀態(tài)，然而，這種假說并沒有得到最新的宇宙學觀測的支持。根據(jù)最新的觀測數(shù)據(jù)，宇宙的膨脹速度不僅沒有變慢，反而在不斷加快，這意味著宇宙正在經(jīng)歷一種加速膨脹的階段，因此，目前的觀測數(shù)據(jù)更傾向于支持“大凍結(jié)”或“大撕裂”等其他假說。
“大撕裂”假說
宇宙在未來會擁有怎樣的結(jié)局，目前看來主要依賴暗能量的性質(zhì)。暗能量是一種神秘的能量，它均勻地彌漫在宇宙中，與物質(zhì)所產(chǎn)生的引力相反，它會推動宇宙加速膨脹。暗能量據(jù)估計約占宇宙總能量的68.3%。盡管如此，物理學家對暗能量的本質(zhì)了解仍然有限。直到上世紀90年代，科學家們才通過對超新星的觀測發(fā)現(xiàn)了暗能量的存在。之前，物理學家們一直認為宇宙膨脹由于大爆炸的影響而逐漸減緩甚至停止。但通過觀測，天體物理學家們才意識到實際上宇宙的膨脹速度正在加速。為了研究暗能量的本質(zhì)，物理學家用它的狀態(tài)方程來刻畫它，不同的暗能量模型下，暗能量的狀態(tài)方程是不同的。有些模型認為，暗能量的狀態(tài)方程是一個不隨時間變化的常數(shù)，這個常數(shù)可能等于1，也可能大于或小于1。如果暗能量的狀態(tài)方程等于1，那么它的密度就是一個不隨時間演化的常數(shù)，這種情況下，暗能量就相當于一個宇宙學常數(shù)，它是量子力學中真空能的一種解釋。
如果暗能量的狀態(tài)方程大于1，那么它的密度會隨著時間的增加而減小，這種情況下，暗能量就相當于一個標量場，它是一種可以與物質(zhì)相互作用的場。還有些模型認為，暗能量的狀態(tài)方程是隨時間變化的，也就是說它可能由大于1隨時間演變?yōu)樾∮?，也有可能由小于1變?yōu)榇笥?。如果暗能量的狀態(tài)方程小于1，那么它的密度會隨著時間的增加而增大，這種情況下，暗能量就相當于一種“幽靈暗能量”，它會導致宇宙“大撕裂”。根據(jù)“大撕裂”假說，如果暗能量是“幽靈暗能量”，那么它的密度就會隨著時間增加而增加，從而導致宇宙膨脹的速度越來越快，超過一切已知的物理極限。隨著宇宙的不斷膨脹，宇宙中的所有物質(zhì)最終都會被逐漸撕碎，瓦解為不受束縛的基本粒子。
“大凍結(jié)”假說
“大凍結(jié)”也被稱為“熱寂”。這是一種關(guān)于宇宙終極命運的假說，它認為宇宙最終會演化到一種沒有任何可用能量的狀態(tài)，也就是說宇宙達到一種熱力學平衡，所有的物質(zhì)和輻射都均勻地分布在整個空間，同時宇宙溫度也趨近絕對零度。在這種狀態(tài)下，任何宏觀物理過程和生命都不可能存在。根據(jù)這一假設(shè)，即使在暗能量存在的情況下，無論宇宙的空間幾何結(jié)構(gòu)如何，“大凍結(jié)”都有可能發(fā)生。即使沒有暗能量，如果宇宙的空間幾何結(jié)構(gòu)是平直的或開放的，“大凍結(jié)”也可能發(fā)生。根據(jù)“大凍結(jié)”假設(shè)，在宇宙年齡為1千億年至1萬億年期間，恒星會正常形成和演化，但隨后恒星所需的氣體將被消耗殆盡，從而使恒星停止發(fā)光發(fā)熱，整個宇宙將逐漸陷入黑暗之中。
隨后，黑洞將主導整個宇宙，它們會吞噬掉周圍的物質(zhì)，甚至彼此碰撞和合并。但黑洞自身也不是永恒的，它們會因為霍金輻射而逐漸蒸發(fā)。接下來，宇宙將處于一種大凍結(jié)的狀態(tài)。一些科學家表示，隨著宇宙不斷的演化，熾熱氣體逐漸形成恒星、行星，滋生了人類和各種生命形式，但熵也會逐漸增加。一旦宇宙走向無序，很難停止或逆轉(zhuǎn)，就像食物會腐爛、人類會滅亡一樣。熵也會不斷在增加，當宇宙中的混亂達到最大程度時，“大凍結(jié)”也將來臨。一旦熵達到最大值，所有能量將均勻分布在整個宇宙中，但任何可重復使用的能量或熱量將不再存在，這意味著能量消耗的過程將停止。從根本上說，宇宙中的一切將停止運轉(zhuǎn)。
以上三種便是科學家假設(shè)宇宙未來的結(jié)局。總的來說，在人類目前的數(shù)學知識和物理知識所能觸及的極限范圍內(nèi)，給宇宙的最終命運下結(jié)論，實在是太早了點。畢竟宇宙已經(jīng)存在上百億年，而人類真正研究宇宙的時間甚至不到100年，或許對于宇宙的真實樣子，人類連描述的能力都沒有，更別提預言它最終的結(jié)局了。關(guān)于宇宙未來會擁有怎樣的結(jié)局，你們怎么認為呢！歡迎大家一鍵三連，本期內(nèi)容就到這里了，感謝大家觀看。
