宇宙也是有寿命的,它将以何种方式结束生命,人们无法得知

2021-09-08 14:23:10 任间科学

导语:宇宙是人们一直研究的对象,对于宇宙,人们在研究中产生了怎样的认识?人们对于宇宙的研究让人们得到了怎样的成果呢?在人们的研究中,认为宇宙也是有寿命的,那么宇宙结束的方式是怎样的呢?

01

人们对于宇宙的认识

随着最后一颗恒星的燃料耗尽,当然宇宙将不再支持其生命,产生足够的热量。按照质子衰变预测理论,恒星残留物将消失,剩下的只有黑洞,霍金辐射将使黑洞慢慢消失。本文将为您作一个简要的介绍。观测表明宇宙永远在膨胀。若真如此,有一种流行的理论,即宇宙将因膨胀而冷却,最终无法生存。这个曾被称为“热寂”的未来场景现在叫做“大冰冻”。

如果用宇宙常数来表示暗能量,或者像第五元或模场这样的标量场,它的能量密度会随着时间和空间的变化而发生变化,从而加速宇宙的扩张,这样就使得星系团之间的空间越来越快。红色的运动把远古的光子(甚至伽马射线)延伸到无法探测的长波长和低能量光子。一般来说,地球的正常形成时间是12-10的14个方年(1-100万亿年),但是,地球最终所需要的气体(如氢)将耗尽。假如地球的燃料耗尽而停止发光,宇宙将逐渐无情地暗淡下去,最后只剩下一个星球。根据质子衰变的预测,剩余的星体残骸将消失,最终只剩下黑洞,随着霍金辐射的蒸发,黑洞将消失。最终,如果宇宙温度接近均匀,就不能再热。

02

人们对于宇宙的研究

20世纪70年代,天文学家JamalSish和物理学家FrimanDason研究了宇宙膨胀的未来。人们将宇宙划分为几个时代,一是原始时代,大爆炸后没有形成恒星。其次是恒星时代,包括了现在和现在所见到的所有恒星和星系。它是一次氢形成恒星的时间。到了简并态时代,恒星将被毁灭,剩下的所有具有恒星质量的物体将成为白矮星、中子星和黑洞。中子和其他小天体在黑洞时代被破坏了,而仅仅是进入了黑洞。最终,即使在简并态时代,恒星仍将被毁灭。

这一宇宙未来的历史和下一个时间线可能会假设宇宙在继续扩张。假如宇宙开始恢复(重新融合),时间线上的后续事件就不会发生,因为大挤压(宇宙再收缩成类似大爆炸后的热密度)会发生。宇宙空间的最终命运取决于物质密度ωm和暗能量密度ω。

在宇宙爆发后的十年中,十四次方(100兆)。显然,宇宙现在大约有1.38×10次方(138亿)年。第一颗恒星是在大爆炸后约1亿5500万年形成的。在那之后,恒星在大的低温氢分子云核小区破裂而形成。最初,它产生的是一颗由于重力收缩而变得特别亮的原星。在收缩一段时间后,原星的中心被加热到足以使氢得以生存,而恒星的生命也从此时开始。

质量非常差的星体最终会消耗所有可熔化氢,从而成为氦白矮星。像我们太阳这样的中等质量的恒星会像行星云一样释放一部分质量,最终成为白矮星;质量较高的恒星发生核心崩缩,并产生中子星或黑洞。在任何情况下,尽管一些恒星的物质能返回星际介质,但其本质不能返回星际介质。因此可用来提供形成星体的气体,或者稳定燃烧的星体。

十四日(100兆)到十五日的四十年。在现在至10年的14年(100兆年)中,一颗行星的形成结束,所有恒星物体都以退化的形式存在。假如质量不变,恒星质量的物体消散得更慢,这段时间会持续更长。

在10的40次方年(1)到10的100次方年(1)中,最大的黑洞寿命可以达到10的106次方年。十年后,黑洞将统治宇宙。他们通过霍金辐射慢慢蒸发。一年后2×10次,太阳质量1的黑洞将消失。由于黑洞的寿命与它的质量的立方成正比,一个大的黑洞要花费更长的时间来衰减。太阳系11倍(1000亿)的超大质量黑洞在年内2×10次蒸发。我们预计宇宙中的怪物黑洞将继续增长。十个(100万亿)大的太阳黑洞可能是在星系超星系团崩溃期间形成的。尽管黑洞是在10次和106次的时间内蒸发的。

03

宇宙可能的结局

1、热寂

热寂是科学家根据已有理论推测宇宙的结局。宇宙的熵随时间增长,根据热力学第一定律和热力学第二定律。熵值是系统内部混乱的程度。正如人类慢慢衰老和死亡,这是不可避免的。在宇宙中,所有能量都是不变的,宇宙中的熵将永远增加。当熵达到极限时,宇宙就会达到熵值。这时,宇宙不再变化,不再传递势能,进入沉默的永恒。但是人类不能确定宇宙是一个封闭系统,很难想象宇宙会达到热平衡。反之,宇宙中的温度会不断下降,直到所有的恒星熄灭,黑洞也将消失,整个宇宙在大范围内无穷尽的冰冻将成为未来宇宙的终极结局。

2、大撕裂

整个宇宙一直在膨胀,就像一个气球不能直射一样。随着气体的增加,体积也随之增大。因为宇宙正在加速膨胀,地球周围的星系实际上已经远离我们了,所有的星系都朝远处移动,可以想象未来的宇宙有多空洞。假设宇宙一直这样持续地膨胀,就像持续不断地吹气以超过气球的承受力一样,宇宙中很可能出现类似的现象,即大裂缝。假设宇宙继续这样扩展,就会出现大裂隙,如果宇宙真的存在大裂隙,大裂隙会使宇宙瞬间爆裂,然后消失,宇宙中的能量将随着裂隙进入外部空间,一切都将消失。

3、大收缩

他们认为宇宙扩展是有限度的。一旦膨胀到一定程度,它就会因重力而向内收缩,恢复到原来的状态。经历了某种程度的压缩(可能会回到奇点状态),大爆炸再次发生。假设宇宙真的发生了巨大的收缩,那么我们的宇宙可能不是第一次出现,而是不断重复爆炸和收缩的循环,宇宙可能已经重生无数次。

结语:宇宙是人们一直研究的对象,从古至今从未停止过,但是人们依然没有了解到宇宙的秘密,虽然人们认为宇宙也是有寿命的,人们对于宇宙的各种结局有很多预测,但却没有办法去证实人们的预测是否正确。

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