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宇宙学的末日

发布时间:2018-05-15 15:40 类别:购彩大厅

  100年前《科学美国人》上登载的一篇相关宇宙汗青和大标准布局(large-scale structure)的文章,几乎完全错了。

  1908年,科学家们相信,我们身处的这个星系就是整个宇宙。他们认为宇宙就是被无尽的虚空包抄着的一群孤单的恒星,因而宇宙又被称为“宇宙岛”(island universe)。此刻我们晓得,银河系不外是目前可以或许观测到的4,000多亿个星系之中的通俗一员。

  1908年,科学界分歧认为宇宙是静态而永久的。宇宙发源于一场火热的大爆炸,如许的概念哪怕是最疯狂的幻想家也底子不曾想过。元素在大爆炸最后时辰发生,后来在恒星内部合成的理念,在1908年还不为人知;空间会膨胀和弯曲、物质决定空间曲率的说法更是天方夜谭。整个宇宙空间都沉浸在创世大爆炸的寒冷余辉留下的微波辐射之中这一现实,要比及现代手艺成长起来当前,才会被人发觉。风趣的是,发现这种手艺的目标,并不是为了摸索宇宙,而是为了让人们可以或许打德律风回家。

  很难想象,在过去的一个世纪里,还会有哪个学问范畴像宇宙学如许,履历如斯天崩地裂翻天覆地的变化,这种变化还改变了我们对世界的见地。不外,将来的科学必然比过去更能反映现实环境吗?我们比来所作的一项研究暗示,在宇宙学时标(cosmic timescale,足以较着看出宇宙演化的时间标准,动辄以亿年为单元)上,这个问题的谜底能否定的。我们极有可能糊口在宇宙汗青上唯逐个个,可以或许让科学家精确领会宇宙实在环境的时代。

  我们这项研究的起因,源于10年前天文学上一个惹人瞩目的大发觉。其时,两个各自独立的天文学家团队追溯了过去50亿年宇宙的膨胀过程,发觉宇宙似乎正在加快膨胀。科学家们认为,这种让宇宙匹敌引力感化而加快膨胀的力量,源于一种与真空联系在一路的“暗能量”(dark energy)。现实上,在此之前,包罗本文作者克劳斯在内的一些理论学家,就曾经通过间接丈量意料到了这一成果。不外从物理学角度来说,这项发觉该当算是第一个间接观测证据。宇宙的加快膨胀意味着真空中包含着大量能量:就算把当前可以或许观测到的宇宙布局,包罗星系、星系团和超星系团等全加在一路,所含能量也仅仅相当于线。具有嘲讽意味的是,这种形式的能量最早是爱因斯坦提出的,目标倒是为了维持一个静态的宇宙。他把这种能量称为“宇宙学常数”(cosmological constant)。

  暗能量将对宇宙的将来发生庞大的影响。克劳斯已经和美国华盛顿上帝教大学(Case Western Reserve University)的宇宙学家格伦·斯塔克曼(Glenn Starkman)一路,合作切磋了如许一个问题:在一个包含宇宙学常数的宇宙中,生命的最终命运将会若何。结论是:不太乐观。如许一个宇宙将演变成一个很是不适宜保存的处所。宇宙学常数会发生一个固定的“事务视界”(event horizon),在这种设想鸿沟以外,任何辐射或物质都不成能被我们看到。宇宙看起来就像一个表里倒置的黑洞,物质和辐射不竭被吸出视界,然后永不回头。这一发觉意味着,可观测宇宙包含的消息是无限的,因而生命和消息处置过程都不成能永世持续下去。

  不外,用不着担忧无限的消息可能会带来麻烦,在消息极限成为问题之前好久,所有跟着宇宙一路膨胀的物质就会被推到事务视界以外。美国哈佛大学的亚伯拉罕·洛布(Abraham Loeb)和长峰健太郎(Kentaro Nagamine)研究了这一过程。他们发觉,我们所说的“本星系群”(Local Group of galaxies,由银河系、仙女座星系和很多环绕它们扭转的矮星系形成)将坍缩成一个庞大的超星系。所有其他的星系都将消逝在事务视界以外。这个过程将历时1,000亿年,看起来也许很长,但与永久的荒芜比拟,也只不外是弹指之间罢了。

  对于糊口在遥远的将来、栖身在这个超星系里的天文学家 http://per-tim.com/goucaidating/180/


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