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宇宙坍缩是什么?有什么后果

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宇宙坍缩:
宇宙演化后期,可能出现这三种结局中的一种,如果是闭合宇宙就会坍缩。
开放宇宙:宇宙大爆炸后膨胀,膨胀的扩张力远大于万有引力,宇宙将永无止境的膨胀下去。
平衡宇宙:宇宙大爆炸后膨胀,膨胀的扩张力和万有引力大约相等,所以膨胀会越来越慢,最后以极其缓慢的速度膨胀下去。
闭合宇宙:宇宙大爆炸后膨胀,膨胀的扩张力无法与万有引力抗衡,所以到达一定程度暴胀就趋于停止,从而开始与暴胀相反的坍缩。坍缩到最后,宇宙发生大挤压。
关于宇宙未来的命运如何,是科学家一直研究的方向之一,当前较为主流的宇宙模型认为宇宙处于加速膨胀过程中,但是如果无限膨胀下去,自然要面临煽寂,由此就演化出了大冻结之类的宇宙演化论,此时的宇宙已经处于极为无序度的状态,也就没有了生机。一些物理学家早就预言,宇宙也许有一天将坍缩,这是一种属于闭合宇宙论的观点,也就说是宇宙在经历加速膨胀后重新由引力主导,由此产生的结果就是大挤压,所有的宇宙物质都被压缩在一个“小硬球”里,即普朗克尺度。
那么这个理论是否有一些研究依据呢?来自南丹麦大学的物理学家通过最新的计算发现,宇宙存在这样的结局,而且其发生的概率还比我们之前认为的还大。物理学家此前预言过类似的宇宙宿命论,认为将在十亿年后发生坍缩、也许就在明天,显然该理论的指向是宇宙将会出现坍缩,加速膨胀改变不了宇宙的命运,似乎宇宙从哪里来就应该到哪里去,当前宇宙内的所有物质都将被“挤压”进入普朗克尺度的空间内,比如跨度达10万光年的银河系、本地星系群、千亿个宇宙总星系等等将面临灾难性的后果,我们现在所知的宇宙将不复存在。
这一极为恐怖过程被科学家称为相变,这就像把水加热后变成了蒸汽,从液态变成了气态,或者让磁铁失去磁性,从“泡沫”宇宙的角度看,如果某个“泡沫”宇宙中的希格斯场与希格斯粒子的相关性比值与其余宇宙不符,那么相变就会发生,当“泡沫”宇宙足够大的时候,就会以光速向四周膨胀,那么该宇宙中的所有粒子就会赋予更大的质量,其机制与当今宇宙万物质量之源的开端类似,其结果导致了这个“泡沫”宇宙中形成了超大的质量中心。
这个理论的关键点在于处于一个相变的“突变点”,就如同癌细胞那样在宇宙中蔓延和扩散,最终导致整个宇宙进入坍缩,这就是为什么有些物理学家称宇宙或许在明天就坍缩的原因,因为我们并不知道这个“突变点”到底存不存在,如果出现了,那么它已经扩散到了哪里,也许在10亿年后,也许就在明天。
研究过程中,丹麦南方大学的科学家分析了有关相变预测的3个数学方程式。分析结果显示这些方程式可以整合在一起,彼此之间发生交互作用。虽然新计算结果显示宇宙发生崩塌的风险超出此前预计,但还有一种可能性,即这种现象永远不会出现。这种相变发生的前提是宇宙由我们知道的基本粒子构成,包括希格斯粒子。如果宇宙内存在未被我们发现的粒子,有关相变预测的基础便不复存在。
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