宇宙膨脹說(shuō)
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2009-06-18 09:24:01
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有個(gè)說(shuō)法指出,宇宙會(huì)耗盡能量并停止膨脹,恒星、星系、行星和所有原子都會(huì)開(kāi)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(huì)發(fā)生崩塌,科學(xué)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。
通過(guò)測(cè)量1A型超新星的亮度,科學(xué)家就可以研究宇宙的死亡 。
我們身處的宇宙已有近140億歲了。它創(chuàng)造出了各種事物的原料,如恒星、行星、樹(shù)、城市、汽車、甚至人類。我們的世界已經(jīng)完成了。但宇宙仍在演變,它的結(jié)局到底怎樣?目前,科學(xué)家提出了如上關(guān)于宇宙滅亡的推論。
美國(guó)勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室教授、天體物理學(xué)家索爾·普密特通過(guò)尋找太空中的標(biāo)記,研究宇宙的死亡。這些標(biāo)記就是爆炸的恒星———1A型超新星。
他說(shuō):“只要找到足夠的1A型超新星,你就能測(cè)量它們的亮度。亮度較高的超新星距離比較近,亮度越來(lái)越弱的超新星,一定是離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)。亮度很低的超新星,距離就很遙遠(yuǎn)了。”
1A型超新星很像制造重元素的超新星。但1A型超新星有個(gè)重要的特點(diǎn),它們爆炸的亮度都是相同的。
這是因?yàn)樗鼈冃纬傻倪^(guò)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(fā)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(shí),白矮星會(huì)吸取伴星的氣體,開(kāi)始年復(fù)一年地長(zhǎng)大。白矮星的質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的1.44倍時(shí),就會(huì)崩潰、塌縮,接著爆炸,釋放出耀眼的光線和能量。每個(gè)1A型超新星都是在相同質(zhì)量時(shí)爆炸。因此,宇宙各處都有相同的亮度和可見(jiàn)度。
天體物理學(xué)家普密特研究發(fā)現(xiàn),宇宙的膨脹速度并未變慢
普密特需要找到數(shù)百個(gè)1A型超新星,并測(cè)量它們遠(yuǎn)離我們的速度。
通過(guò)比較不同時(shí)空的超巨星的位置和年代,普密特便能計(jì)算出宇宙的膨脹是否在變慢。他得到了驚人的結(jié)果:宇宙的膨脹速度并未變慢。
普密特說(shuō):“我們開(kāi)始這項(xiàng)計(jì)劃時(shí),目的是在測(cè)量宇宙膨脹變慢的速度,但它變慢的速度并不足以讓膨脹停止。事實(shí)上,膨脹的速度幾乎沒(méi)有減緩。我們完成分析后發(fā)現(xiàn),膨脹并沒(méi)有減緩,反而是正在加速。”
普密特驚人的發(fā)現(xiàn)意味著,宇宙不會(huì)停止膨脹,并崩墜成針尖大小的超密物質(zhì)。事實(shí)正好相反,宇宙會(huì)不斷加速膨脹。宇宙正在解體。
大約在1千億年后,所有的星系都會(huì)瓦解,宇宙的結(jié)局是一切都會(huì)陷入停頓
美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)勞倫斯·克勞斯教授說(shuō):“宇宙的膨脹速度不斷增加。直到一切都分崩離析,這并不只限于星系,還包括物質(zhì)、地球、恒星、行星、人類和原子,所有的事物都會(huì)煙消云散。”
太陽(yáng)燃燒殆盡,大約在1千億年后,所有的星系都會(huì)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(huì)變成白矮星或褐矮星,有些會(huì)塌縮成中子星或黑洞。大爆炸之后數(shù)千萬(wàn)億年,就連黑洞也會(huì)消失。所有的物質(zhì)都會(huì)分解成最基本的成分。原子也會(huì)分解。最后,連構(gòu)成原子的質(zhì)子也會(huì)發(fā)生衰變。
克勞斯表示,宇宙的未來(lái)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(kāi)始互相遠(yuǎn)離。太空會(huì)變成一片空虛、死一般寂靜。我們的星系團(tuán)將以超越光速的速度遠(yuǎn)離我們,并消失在黑暗中。
最后,一切都會(huì)陷入停頓,這就是宇宙的結(jié)局。宇宙最后將會(huì)死亡,剩下的,只有冰冷、黑暗、死氣沉沉的虛空。
-供稿/美國(guó)《國(guó)家地理頻道》
◆延伸閱讀
宇宙之初
宇宙大爆炸理論如何得來(lái)?
宇宙曾經(jīng)很小的概念,源自美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃的偉大研究。在20世紀(jì)20年代,大多數(shù)天文學(xué)家都認(rèn)為,夜空中所有的可見(jiàn)物體都是恒星,都是銀河系的一部分。但哈勃卻不這么認(rèn)為,他研究了旋轉(zhuǎn)的仙女座星云后,發(fā)現(xiàn)其中有很多恒星,表明它是銀河系之外的另一個(gè)星系。哈勃證明了其它星系正漸漸遠(yuǎn)離銀河系。星系和我們的距離越遠(yuǎn),遠(yuǎn)離的速度似乎也越快。這說(shuō)明宇宙正在膨脹。
如果宇宙真的在膨脹,那么,它過(guò)去一定比現(xiàn)在小得多,總歸要有個(gè)開(kāi)始。于是,大爆炸理論誕生了。
當(dāng)然,沒(méi)有人知道大爆炸時(shí)具體發(fā)生了什么。但科學(xué)家相信,起初,宇宙中空無(wú)一物,沒(méi)有空間和時(shí)間。接著,就有了光。有個(gè)小光點(diǎn)出現(xiàn)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(zhì)和能量,都被包含在這個(gè)比一個(gè)原子還小的區(qū)域里。這個(gè)小火球就是全部的空間,時(shí)間就從這里開(kāi)始。
宇宙是如何一步步長(zhǎng)大?
小光點(diǎn)速度成長(zhǎng),時(shí)間不斷流逝,空間也不斷膨脹。
在大爆炸后的百萬(wàn)分之一秒,宇宙已從比一個(gè)原子還小,膨脹到了太陽(yáng)系的8倍大。
在大爆炸后38萬(wàn)年,宇宙已經(jīng)膨脹到銀河系的大小,溫度從華氏數(shù)十億度冷卻到了幾千度。
在大爆炸后的90億年,生命所需的所有元素都出現(xiàn)了。宇宙已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)浩瀚復(fù)雜的空間,擁有數(shù)十億個(gè)星系和無(wú)數(shù)恒星。在銀河系的一個(gè)寂靜的角落,一大團(tuán)塵埃和氣體開(kāi)始聚集。它是一個(gè)大質(zhì)量超新星遺留下的碎屑。達(dá)到臨界質(zhì)量時(shí),這團(tuán)碎屑開(kāi)始猛烈燃燒,一顆恒星誕生了,它就是我們的恒星———太陽(yáng)。
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(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)中的塵埃和氣體開(kāi)始碰撞。塵埃和氣體團(tuán)越來(lái)越大。行星誕生了。地球就是這些行星中的一顆。
宇宙在大爆炸不到萬(wàn)億分之一秒內(nèi),經(jīng)歷了一個(gè)急速膨脹過(guò)程
宇宙膨脹速度正不斷增加,我們的星系團(tuán)將以超越光速的速度遠(yuǎn)去
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