宇宙的終極命運

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宇宙的終極命運物理宇宙學中一個主要的議題。許多科學理論都對宇宙的命運做出預測並成為競爭的對手,包括未來與時間是有限還是無限。

自從宇宙起源於大爆炸並經歷暴脹的概念為大多數科學家接受之後[1],宇宙的終極命運就成為宇宙論可以探討的問題,取決於物理上的性質:在宇宙中的質量/能量,它們的平均密度和膨脹速度。

脫穎而出的科學基礎[编辑]

理論[编辑]

阿爾伯特·愛因斯坦於1916年提出廣義相對論之後,宇宙的終極命運在科學上成為能夠探討的問題,可以用廣義相對論來描述有最大規模的宇宙尺度。廣義相對論的方程是有許多不同的解,每個解都意味著一種可能的宇宙終極命運。 亞歷山大·弗里德曼在1922年就提出了一些如同喬治·勒梅特在1927年提出的[2]。其中有一些宇宙最初是從奇點開始膨脹,基本上,這就是大爆炸

觀測[编辑]

在1931年,愛德溫·哈柏出版了他研究的結論:根據他對遙遠星系造父變星的觀測,宇宙是膨脹的。此後,宇宙的開始和它可能得結束就成為科學研究的重要議題。.

大爆炸和穩態理論[编辑]

在1927年,喬治·勒梅特提出了以後被稱為大爆炸的宇宙起源理論[2]。在1948年,弗雷德·霍伊爾提出了反對的穩態理論,認為宇宙在統計上是穩定不變的,但是不斷的有新物質被穩定的創造而擴大。這兩個理論都有積極的贊同者,直到1965年阿諾·彭齊亞斯羅伯特·威爾遜發現宇宙微波背景輻射,這是大爆炸理論預測的一個事實,並且是穩態理論所無法解釋的。結果,大爆炸理論很快就成為宇宙起源最普遍被接受和持有的觀點。

宇宙常數[编辑]

宇宙的形狀[编辑]

根據天文觀測和宇宙學理論,可以對可觀測宇宙未來的演化作出預言。均勻各向同性的宇宙的膨脹滿足弗里德曼方程。多年來,人們認為,根據這一方程,物質的引力會導致宇宙的膨脹減速。宇宙的最終命運決定於物質的多少:如果物質密度超過臨界密度,宇宙的膨脹最後會停止,並逆轉為收縮,最終形成與大爆炸相對的一個「大擠壓」(big crunch);如果物質密度等於或低於臨界密度,則宇宙會一直膨脹下去。另外,宇宙的幾何形狀也與密度有關: 如果密度大於臨界密度,宇宙的幾何應該是封閉的;如果密度等於臨界密度,宇宙的幾何是平直的;如果宇宙的密度小於臨界密度,宇宙的幾何是開放的。並且,宇宙的膨脹總是減速的。

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Wollack, Edward J. Cosmology: The Study of the Universe. Universe 101: Big Bang Theory. NASA. 10 December 2010 [27 April 2011]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Lemaître, Georges. Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extra-galactiques. Annales de la Société Scientifique de Bruxelles. 1927, A47: 49–56. Bibcode:1927ASSB...47...49L  translated by A. S. Eddington: Lemaître, Georges. Expansion of the universe, A homogeneous universe of constant mass and increasing radius accounting for the radial velocity of extra-galactic nebulæ. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1931, 91: 483–490. Bibcode:1931MNRAS..91..483L 

延伸讀物[编辑]

非小品類[编辑]

科幻[编辑]

外部鏈結[编辑]