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宇宙又往何处去

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是要计算宇宙的密度,最初的观点认为,这还需要找到宇宙中的暗物质,而这才是物理学家和天文学家最初所遇到的难题。如今,根据最新的研究,宇宙的膨胀与收缩的问题似乎已得到了解决。至此,我们已经初步地根据大爆炸理论解释了宇宙的起源,尽管还有着许许多多的难解之谜,就目前来说,应该承认大爆炸理论已是解释宇宙起源的最好理论。

世界万物包括天体在内都有着生和死的过程,宇宙自然不会违背这一规律。

早期有一种观点认为,按照大爆炸宇宙学,宇宙的未来应取决于宇宙究竟是“开放”还是“闭合”:开放的宇宙就会永远膨胀下去,一直到所有的天体都毁灭,只剩下稀薄的粒子气体;而闭合的宇宙则将在终止膨胀后开始收缩直至再一次的大爆炸。科学家们推测宇宙应有一个临界密度ρc(≈10-29克/厘米3),如果目前宇宙的平均密度ρ0>临界密度ρc,宇宙就是闭合的;反之,如果ρ0<ρc,宇宙就是开放的。但是要计算宇宙的密度,最初的观点认为,这还需要找到宇宙中的暗物质,而这才是物理学家和天文学家最初所遇到的难题。

那么,暗物质究竟是否存在呢?根据观察分析,天文学家认为:暗物质应是弥漫于整个宇宙当中,它不是由电子和质子组成,而是由一种未知的粒子所组成。它的最显著特点就是:不与辐射发生相互作用,因此既不会发光,也不会遮光,几乎不可能“看”到它。在引力方面,它的表现与普通物质无异。

随着研究的深入,如今不少天文学家又认为,宇宙中90%以上的物质是以“暗物质”和“暗能量”的形式隐藏着的。科学家之所以又提出“暗能量”这个概念,原因是“暗物质”和“暗能量”所发生的作用不同。科学家已认识到暗物质有质量,并已计算出这些暗物质所形成的巨大团块的引力作用,就是这些引力让宇宙收缩才使得常规物质最终凝聚形成了星系。而暗能量则均匀分布在整个宇宙空间,被认为是似乎没有质量的,发生的是一种斥力作用,结果是把宇宙推散开来,起的是让宇宙膨胀的作用。科学家认为暗能量的存在与超新星爆炸时可能释放出的大量质量极微的有着类似光子特性的粒子有关,也与超新星爆炸失踪的能量之谜有关。由于暗能量是质量极小、放出能量又极大的粒子,所以就迫使宇宙加速膨胀,起到“反引力”的作用。

如今,根据最新的研究,宇宙的膨胀与收缩的问题似乎已得到了解决。2003年,美国宇航局的微波背景辐射探测器获得的宇宙“婴儿期”照片揭示了宇宙中的暗物质约为23%,暗能量为73%,因此最新的结论是:我们的命运只有一种,宇宙将会永远膨胀下去。

可是,暗物质和暗能量又究竟是些什么呢?揭示宇宙中这两种“黑势力”之谜已成为当前宇宙学研究的最大热点

至此,我们已经初步地根据大爆炸理论解释了宇宙的起源,尽管还有着许许多多的难解之谜,就目前来说,应该承认大爆炸理论已是解释宇宙起源的最好理论。当然,在关于宇宙学的宏观研究中,除了大爆炸理论已为多数科学家认同之外,物理学家还提出了各种形形色色的多宇宙理论,有埃弗雷特的分叉宇宙(每一个宇宙都是前一个宇宙分裂出来的)、有霍金的泡泡宇宙(暴涨必然会产生许多单独的泡泡,产生一个个相距遥远的泡泡宇宙),还有惠勒的无尽的再生宇宙(大爆炸和大坍塌交替进行)。这些理论尽管在数学上都是可行的,但并未得到科学家的公认。

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