大爆炸宇宙的未来

宇宙的热寂状态

宇宙学家认为，宇宙的未来存在两种图景：如果宇宙能量密度超过临界密度，宇宙会在膨胀到最大体积之后坍缩，在坍缩过程中，宇宙的密度和温度都会再次升高，最后终结于同爆炸开始时相似的状态即大挤压状态；相反，如果宇宙能量密度等于或者小于临界密度，膨胀会逐渐减速，但永远不会停止。

恒星的形成会因各个星系中的星际气体都被逐渐消耗而最终停止，恒星的演化最终导致只剩下白矮星、中子星和黑洞。这些致密星体彼此的碰撞会导致质量聚集而陆续产生更大的黑洞，但这个过程会相当缓慢。此后，宇宙的平均温度会渐进地趋于绝对零度，从而达到所谓的大冻结。

另外，倘若质子真像标准模型预言的那样是不稳定的，重子物质最终也会全部消失，宇宙中只留下辐射和黑洞，而最终黑洞也会因霍金辐射而全部蒸发。宇宙的熵会增加到极点，以至于再也不会有自组织的能量形式产生，最终宇宙达到热寂状态。

宇宙的大撕裂

现代观测发现，宇宙加速膨胀之后，人们意识到现今可观测的宇宙越来越多的部分将膨胀到我们的视界以外而同我们失去联系，这一效应的最终结果还不清楚。

实验表明，暗能量以宇宙学常数的形式存在，这个理论认为只有诸如星系等引力束缚系统的物质会聚集，并随着宇宙的膨胀和冷却它们也会到达热寂。对暗能量的其他解释，例如幻影能量理论则认为，最终星系群、恒星、行星、原子、原子核以及所有物质都会在一直持续下去的膨胀中被撕开，即所谓的大撕裂。

大撕裂的后果

有一些宇宙学家认为，暗能量密度可能会随空间增大而增大，暗能量被大部分人认为是恒定不变的，后来有人假设暗能量可能会变化。他们把这种暗能量称为幻能。在这种情况下，我们将会看到宇宙的一种极为惨烈的结局——大撕裂。在这种情景中，宇宙将越来越受到暗能量的控制，并且膨胀的加速度将会越来越大。

当出现这样的情景时，与大凄凉类似，任何留在地球上的观测者看到的星系将越来越少。随后，幻能将把被万有引力束缚在一起的天体剥离开来，宇宙中任何靠万有引力支撑的东西都将发生分裂，所有物质都将被撕碎。由于幻能不断增加，在宇宙终结前大约一年，它将把我们的地球扯离开太阳系。在宇宙终结之前一小时，幻能将撕碎地球，这就是大撕裂。据有关宇宙学家说，“大撕裂将来即使真的发生，也不会早于550亿年以后”。有的计算表明，大撕裂如果可能发生，它将发生在900亿年以后。

关于大撕裂的争论

大撕裂究竟会不会发生，以及什么时候发生，在宇宙学家中间还存在着激烈的争论。因为“假象能量”暗能量现在还未有充分的证据证明存在。现在他们正在对暗能量做深入的理论研究和观测测量，以确定它的密度究竟是在减小，还是保持不变，或者在不断增大。还或许像某些专家认为的那样，暗能量是可转换形式的。

2003年5月，美国新罕布什尔达特茅斯大学的物理学家罗伯特·卡德威尔提出了这种宇宙“壮烈”死亡的观点。卡德威尔说，直至不久前，我们还认为宇宙可能有两种结局：向内收缩挤压崩溃，或者无限地膨胀，密度无限地稀释，现在我们认为可能还存在第三种可能，即“大撕裂”。宇宙将在数百、数千亿年后毁于更为可怕的“大撕裂”。卡德威尔认为，到那时，由宇宙暗能量质变生成的“幻能”将撕裂宇宙中的一切物质，哪怕是一颗微小的原子核。

在线小知识

专家认为，在最极端的情况下，550亿年以后可能发生宇宙大撕裂，到时甚至连原子核也可能被撕开。银河系的破坏先于这种毁灭600万年，而原子在大撕裂前10～19秒钟内被撕成碎片。