我们是怎么死的？宇宙的4种终极命运( 二 ) _小知识

“大冻结”还是“大塌缩”？
相对论指出物质和能量会弯曲时空。这种“时空”与“质能”之间的关系就像是舞台与在它上面表演的演员，只是在这里舞台延伸到了整个宇宙。而根据爱因斯坦的想法，宇宙中的物质将决定宇宙本身的最终命运。
相对论预言，作为一个整体，宇宙必定正处于膨胀或收缩的状态下，而不可能保持相同大小。爱因斯坦是在1917年意识到这一点的，在当时他完全无法接受这样的结果，以至于认为一定是自己的理论哪里出错了。
随后在1929年，美国天文学家埃德温·哈勃发现了宇宙的确正在膨胀的证据。获悉这一情况之后，爱因斯坦改变了自己的观点，并将自己此前对静态宇宙理论的坚持称为“我职业生涯中最大的错误” 。
那么如果宇宙的确正处于膨胀之中，那么在此之前宇宙一定要比现在更小。这一想法催生了宇宙大爆炸学说的出现。该理论认为宇宙最初是从某种极端微小的开端肇始的，随后发生了难以置信的快速膨胀。甚至在今天我们仍然能够在微波波段的背景辐射中目睹宇宙大爆炸留下的“余晖”，这是一种均匀的电磁波信号，分布在宇宙的所有方向上。
于是，我们所在宇宙的命运完全取决于一个非常简单的问题的答案：宇宙将会继续膨胀吗？这种膨胀有多快？
对于一个包含大量常规“充填物”的宇宙，如物质和光，那么这个问题的答案就取决于这些“充填物”的量有多少。更多的“充填物”就意味着更加强大的引力，而这会将一切“往回拉”，从而导致宇宙的膨胀减速。
只要这些“充填物”的量没有多到超过某个临界点，那么我们宇宙将会继续膨胀，并最终抵达热寂状态，在“大冻结”(Big Freeze)中迎来死亡。
但如果宇宙中“充填物”的数量超过了临界值水平，那么宇宙的膨胀就将不断减速并最后停滞。随后，宇宙开始出现收缩，变得越来越小，温度不断上升，密度不断加大。最终，宇宙迎来终极压缩的命运——与大爆炸的情景相反，这种情况被人们称作“大塌缩”(Big Crunch) 。
在20世纪的大部分时间里，天体物理学家们无法判断这两种可能情景中究竟哪一种才是真实情况。我们究竟将迎来何种终极命运？“大冻结”还是“大塌缩”？冰还是火？
于是他们决定开展一次宇宙大调查，目的是查明宇宙中究竟含有多少“充填物” 。这项研究的结果却发现我们宇宙中“充填物”的量奇怪的恰好位于临界点的附近，这就让我们宇宙的未来命运变得捉摸不定。

“大转变”与“终极生态灾难”

然而这一切都在20世纪末的一天被彻底改变了。在1998年，两个相互竞争的独立研究小组先后宣布了一项惊人结果：宇宙的膨胀正在加速。
这种现象是难以解释的。正常的物质和能量不可能造成这种情况的出现。这是人类首次接触到一类全新的能量形式——被称为“暗能量”(dark energy)存在的线索，其行为特征与宇宙中任何其他东西都完全不同。
暗能量正在撕裂整个宇宙。科学家们到目前为止仍然未能理解暗能量究竟是什么东西，但他们已经可以判定，整个宇宙中大约70%的能量属于暗能量，并且这一数字每天都在增加。

我们是怎么死的？宇宙的4种终极命运( 二 )

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