來源：北京科技報
2007年3月6日
宇宙膨脹速度正不斷增加，我們的星系團將以超越光速的速度遠去。 我們身處的宇宙已有近140億歲了。它創造出了各種事物的原料，如 恒星、行星、樹、城市、汽車、甚至人類。我們的世界已經完成了。 但宇宙仍在演變，它的結局到底怎樣？目前，科學家提出了很多關於 宇宙滅亡的推論。 有個說法指出，宇宙會耗盡能量並停止膨脹，恒星、星系、行星和所 有原子都會開始塌縮，緊縮成針尖大小，這被稱為大坍縮。 要了解宇宙是否會發生崩塌，科學家就必須先弄清，宇宙是否仍在膨 脹，或膨脹的速度是否正在減慢。 透過測量1A型超新星的亮度，科學家就可以研究宇宙的死亡。 美國勞倫斯·伯克利國家實驗室教授、天體物理學家索爾·普密特透過 尋找太空中的標記，研究宇宙的死亡。這些標記就是爆炸的恒星—— —1A型超新星。 他說：“只要找到足夠的1A型超新星，你就能測量它們的亮度。亮度 較高的超新星距離比較近，亮度越來越弱的超新星，一定是離我們越 來越遠。亮度很低的超新星，距離就很遙遠了。” 1A型超新星很像製造重元素的超新星。但1A型超新星有個重要的特點 ，它們爆炸的亮度都是相同的。 這是因為它們形成的過程都一樣。兩顆恒星在重力的作用下互相繞行 。其中一顆是縮小的高密度恒星，發出高熱和白光，它就是白矮星。 另一顆恒星則膨脹成龐然大物，它就是紅巨星，它的燃料即將耗盡。 這兩顆恒星互相繞行時，白矮星會吸取伴星的氣體，開始年復一年地 長大。白矮星的質量達到太陽的1.44倍時，就會崩潰、塌縮，接著爆 炸，釋放出耀眼的光線和能量。每個1A型超新星都是在相同質量時爆 炸。因此，宇宙各處都有相同的亮度和可見度。 天體物理學家普密特研究發現，宇宙的膨脹速度並未變慢。 普密特需要找到數百個1A型超新星，並測量它們遠離我們的速度。 透過比較不同時空的超巨星的位置和年代，普密特便能計算出宇宙的 膨脹是否在變慢。他得到了驚人的結果：宇宙的膨脹速度並未變慢。 普密特說：“我們開始這項計劃時，目的是在測量宇宙膨脹變慢的速 度，但它變慢的速度並不足以讓膨脹停止。事實上，膨脹的速度幾乎 沒有減緩。我們完成分析後發現，膨脹並沒有減緩，反而是正在加速 。” 普密特驚人的發現意味著，宇宙不會停止膨脹，並崩墜成針尖大小的 超密物質。事實正好相反，宇宙會不斷加速膨脹。宇宙正在解體。 大約在1千億年後，所有的星系都會瓦解，宇宙的結局是一切都會陷 入停頓。 美國凱斯西儲大學勞倫斯·克勞斯教授說：“宇宙的膨脹速度不斷增 加。直到一切都分崩離析，這並不只限於星系，還包括物質、地球、 恒星、行星、人類和原子，所有的事物都會煙消雲散。” 太陽燃燒殆盡，大約在1千億年後，所有的星系都會瓦解。宇宙中將 只剩下孤立的恒星，這些恒星的能量也即將用盡。有些恒星會變成白 矮星或褐矮星，有些會塌縮成中子星或黑洞。大爆炸之後數千萬億年 ，就連黑洞也會消失。所有的物質都會分解成最基本的成分。原子也 會分解。最後，連構成原子的質子也會發生衰變。 克勞斯表示，宇宙的未來很可能非常凄涼，成為寒冷、黑暗和空虛的 地方。隨著宇宙的不斷膨脹，星系也開始互相遠離。太空會變成一片 空虛、死一般寂靜。我們的星系團將以超越光速的速度遠離我們，並 消失在黑暗中。 最後，一切都會陷入停頓，這就是宇宙的結局。宇宙最後將會死亡， 剩下的，只有冰冷、黑暗、死氣沉沉的虛空。 宇宙之初 宇宙大爆炸理論如何得來？ 宇宙曾經很小的概念，源自美國天文學家埃德溫·哈勃的偉大研究。 在20世紀20年代，大多數天文學家都認為，夜空中所有的可見物體都 是恒星，都是銀河系的一部分。但哈勃卻不這么認為，他研究了旋轉 的仙女座星雲後，發現其中有很多恒星，表明它是銀河系之外的另一 個星系。哈勃證明瞭其他星系正漸漸遠離銀河系。星系和我們的距離 越遠，遠離的速度似乎也越快。這說明宇宙正在膨脹。 如果宇宙真的在膨脹，那么，它過去一定比現在小得多，總歸要有個 開始。於是，大爆炸理論誕生了。 當然，沒有人知道大爆炸時具體發生了什么。但科學家相信，起初， 宇宙中空無一物，沒有空間和時間。接著，就有了光。有個小光點出 現了，它的溫度極高。在大爆炸最初的一刻，宇宙中的所有事物，所 有星系中的物質和能量，都被包含在這個比一個原子還小的區域裏。 這個小火球就是全部的空間，時間就從這裏開始。 宇宙是如何一步步長大？ 小光點速度成長，時間不斷流逝，空間也不斷膨脹。 在大爆炸後的百萬分之一秒，宇宙已從比一個原子還小，膨脹到了太 陽系的8倍大。 在大爆炸後38萬年，宇宙已經膨脹到銀河系的大小，溫度從華氏數十 億度冷卻到了幾千度。 在大爆炸後的90億年，生命所需的所有元素都出現了。宇宙已經發展 成了一個浩瀚複雜的空間，擁有數十億個星系和無數恒星。在銀河系 的一個寂靜的角落，一大團塵埃和氣體開始聚集。它是一個大質量超 新星遺留下的碎屑。達到臨界質量時，這團碎屑開始猛烈燃燒，一顆 恒星誕生了，它就是我們的恒星———太陽。 塵埃和氣體在新恒星的軌道上形成漩渦狀的圓盤。在重力的牽引下， 這個環狀結構中的塵埃和氣體開始碰撞。塵埃和氣體團越來越大。行 星誕生了。地球就是這些行星中的一顆。 -供稿/美國《國家地理頻道》 |