宇宙又往何處去
世界萬物包括天體在內(nèi)都有著生和死的過程,宇宙自然不會違背這一規(guī)律。
早期有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,按照大爆炸宇宙學(xué),宇宙的未來應(yīng)取決于宇宙究竟是“開放”還是“閉合”:開放的宇宙就會永遠(yuǎn)膨脹下去,一直到所有的天體都?xì)纾皇O孪”〉牧W託怏w;而閉合的宇宙則將在終止膨脹后開始收縮直至再一次的大爆炸。科學(xué)家們推測宇宙應(yīng)有一個(gè)臨界密度ρc(≈10-29克/厘米3),如果目前宇宙的平均密度ρ0>臨界密度ρc,宇宙就是閉合的;反之,如果ρ0<ρc,宇宙就是開放的。但是要計(jì)算宇宙的密度,最初的觀點(diǎn)認(rèn)為,這還需要找到宇宙中的暗物質(zhì),而這才是物理學(xué)家和天文學(xué)家最初所遇到的難題。
那么,暗物質(zhì)究竟是否存在呢?根據(jù)觀察分析,天文學(xué)家認(rèn)為:暗物質(zhì)應(yīng)是彌漫于整個(gè)宇宙當(dāng)中,它不是由電子和質(zhì)子組成,而是由一種未知的粒子所組成。它的最顯著特點(diǎn)就是:不與輻射發(fā)生相互作用,因此既不會發(fā)光,也不會遮光,幾乎不可能“看”到它。在引力方面,它的表現(xiàn)與普通物質(zhì)無異。
隨著研究的深入,如今不少天文學(xué)家又認(rèn)為,宇宙中90%以上的物質(zhì)是以“暗物質(zhì)”和“暗能量”的形式隱藏著的。科學(xué)家之所以又提出“暗能量”這個(gè)概念,原因是“暗物質(zhì)”和“暗能量”所發(fā)生的作用不同。科學(xué)家已認(rèn)識到暗物質(zhì)有質(zhì)量,并已計(jì)算出這些暗物質(zhì)所形成的巨大團(tuán)塊的引力作用,就是這些引力讓宇宙收縮才使得常規(guī)物質(zhì)最終凝聚形成了星系。而暗能量則均勻分布在整個(gè)宇宙空間,被認(rèn)為是似乎沒有質(zhì)量的,發(fā)生的是一種斥力作用,結(jié)果是把宇宙推散開來,起的是讓宇宙膨脹的作用??茖W(xué)家認(rèn)為暗能量的存在與超新星爆炸時(shí)可能釋放出的大量質(zhì)量極微的有著類似光子特性的粒子有關(guān),也與超新星爆炸失蹤的能量之謎有關(guān)。由于暗能量是質(zhì)量極小、放出能量又極大的粒子,所以就迫使宇宙加速膨脹,起到“反引力”的作用。
如今,根據(jù)最新的研究,宇宙的膨脹與收縮的問題似乎已得到了解決。2003年,美國宇航局的微波背景輻射探測器獲得的宇宙“嬰兒期”照片揭示了宇宙中的暗物質(zhì)約為23%,暗能量為73%,因此最新的結(jié)論是:我們的命運(yùn)只有一種,宇宙將會永遠(yuǎn)膨脹下去。
可是,暗物質(zhì)和暗能量又究竟是些什么呢?揭示宇宙中這兩種“黑勢力”之謎已成為當(dāng)前宇宙學(xué)研究的最大熱點(diǎn)。
至此,我們已經(jīng)初步地根據(jù)大爆炸理論解釋了宇宙的起源,盡管還有著許許多多的難解之謎,就目前來說,應(yīng)該承認(rèn)大爆炸理論已是解釋宇宙起源的最好理論。當(dāng)然,在關(guān)于宇宙學(xué)的宏觀研究中,除了大爆炸理論已為多數(shù)科學(xué)家認(rèn)同之外,物理學(xué)家還提出了各種形形色色的多宇宙理論,有埃弗雷特的分叉宇宙(每一個(gè)宇宙都是前一個(gè)宇宙分裂出來的)、有霍金的泡泡宇宙(暴漲必然會產(chǎn)生許多單獨(dú)的泡泡,產(chǎn)生一個(gè)個(gè)相距遙遠(yuǎn)的泡泡宇宙),還有惠勒的無盡的再生宇宙(大爆炸和大坍塌交替進(jìn)行)。這些理論盡管在數(shù)學(xué)上都是可行的,但并未得到科學(xué)家的公認(rèn)。
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