物理学奖：宇宙将终结于寒冰

http://www.lifeweek.com.cn/2011/1017/35281.shtml
核心提示：如果这样，遥远的星系最终将迅速分离，失去任何联系，所有物质都会在一个越来越大、越来越冷、越来越空旷的空间中不断稀释下去。

                               
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诺贝尔物理学奖得主萨尔·波尔马特

有人说世界将终于烈火，有人说将终于寒冰。大约137亿年前，宇宙在烈火中诞生。当时宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，发生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，形成了今天我们看到的宇宙。在过去100年里，从阿尔伯特·爱因斯坦到斯蒂芬·霍金的大多数科学家，一直都认为宇宙膨胀会越来越慢，最后停止，并由于星系重心吸引力作用向内部坍缩，一切星系再度相聚成一点，形成一个紧密的物质团，成为最初的大爆炸情景的反演，被称为“大坍缩”，这将摧毁宇宙中所有的生命。
所以，当1998年有两队研究超新星的科学家发现，宇宙膨胀并未减缓，实际上是在加速的时候，是多么令学界震惊。换句话说，我们的宇宙正在撕裂它自己。
这两个队伍一个是由加州理工大学52岁的萨尔·波尔马特（Saul Perlmutter）领导的“超新星宇宙计划”（Supernova Cosmology Project）。另一个是由哈佛大学44岁的布莱恩·施密特（Brian Schmidt）领导的国际项目“高阻超新星研究”（High-z Supernova Search Team），41岁的亚当·里斯（Adam Riess）当年也参与其中。
在过去的数年里，这三位天文学家已经分享了很多奖项，他们相互之间已经非常熟悉。这两个队伍属于竞争性团队，分别试图用Ia型超新星作为宇宙的灯塔来勾勒宇宙膨胀，目标都是测量宇宙膨胀速度的减慢。如何测量宇宙的膨胀速度并非简单的事，需要给遥远的恒星定位，测量它们如何运动。Ia型超新星是白矮星爆炸的结果，这种超致密老年恒星像太阳一样重，却只有地球这么大。白矮星爆炸在短短几周内，发出的光足以与整个星系相抗衡。由于每颗“Ia型超新星”爆发时质量均一致，它们爆炸发出的能量和射线强度也一致，因此通过在地球上观测“Ia型超新星”亮度的变化，可以准确推算出它们和地球距离的变化，并据此计算出宇宙膨胀的速度。
他们发现了大约50颗遥远的超新星，星光比预期的要暗。这一结果与科学家事先的预期完全相反，因为如果宇宙膨胀越来越慢的话，超新星应该显得更亮才对。然而，随着超新星被所在星系裹挟，以越来越快的速度相互远离，它们的亮度也会越来越暗。于是，这两组科学家得出了相同的结论：宇宙膨胀非但没有越来越慢，反而恰恰相反——宇宙膨胀在加速。
如果这样，遥远的星系最终将迅速分离，失去任何联系，所有物质都会在一个越来越大、越来越冷、越来越空旷的空间中不断稀释下去。按照诺贝尔奖委员会的说法，这个获奖成果告诉我们，包括地球在内的整个宇宙最终都将会变成冰。
但是让科学家不解的是，是什么在加速宇宙膨胀？这就好比向空中扔出一个球，如果地球引力是唯一的作用力，这只球最后将减缓速度，并开始落向地面。可是现在我们从宇宙看到的却是这只球不但没有减缓速度下落，反而以加速度逃离我们而去。
这种神秘力量被称为暗能量，它向物理学提出了一大挑战，至今无人能够破解这一谜题。科学家已经提出了若干想法，最简单的办法，是重新引入爱因斯坦一度放弃的“宇宙常数”。
1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。按照广义相对论，宇宙只能收缩或者膨胀，但是爱因斯坦相信宇宙处于亘古不变的稳定状态，于是在他的方程式中加入一个“宇宙常数”，代表一种抵消宇宙物质重力、维持稳态的神秘斥力。
1929年，美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃宣布，根据宇宙观测结果，所有的星系都在远离地球而去，也就是说宇宙不是稳态，而是在膨胀。自此，爱因斯坦抛弃了“宇宙常数”，视之为一生最大的错误。
但是这三位科学家的研究结果证实，爱因斯坦没错，宇宙中确实存在推动宇宙分离的力量。按照现在公认的观点，宇宙大约有3/4是由暗能量构成，剩余的才是物质。但那些构成星系、恒星和人类等等的普通物质只占宇宙成分的5%，其他物质被称为暗物质，至今无法观测到，成为让天文学家和物理学家头疼的问题。
天文学说到底还是一门需要观测的科学。里斯在邮件中写道：“获得这些结果不是用心或者脑子，而是眼睛。毕竟我们是观测者。”继续观测、寻找暗能量，已然成为下一代科学家的艰巨挑战。■

寒冰？是虚无吧，连《魔兽世界》的创作者都知道“虚空”这一概念。

不被人类感官感知的暗物质或许维系着宇宙平衡呢？:

看了一部科普片，说现在宇宙是处于“造星时代”，但是当宇宙渐进晚年，将进入永恒的“黑暗时代”，宇宙将最终走向灭亡

目前科技上不能准确预测，都是猜测

fialiu 发表于 2011-10-17 18:04

                               
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看了一部科普片，说现在宇宙是处于“造星时代”，但是当宇宙渐进晚年，将进入永恒的“黑暗时代”，宇宙将最 ...

对，最终，这些红魅之光也将在不知道多少亿多少亿多少亿年之后一个一个熄灭，然后曾经辉煌的大碰撞、扑朔迷离的星系、迷人的恒星都化为虚无，这也许就是佛教中所说的：万物皆空吧。来自虚无，再走向虚无，这就是宇宙之美

宇宙的最终命运有可能像LS所说的“大撕裂”（Big Rip）！或者像目前较流行的说法就是宇宙每隔一万亿年（也有说是两万亿年）就会和更高维度的“薄膜”相撞，然后再次发生另一轮的“大爆炸”，一切重新开始。。。

天道无极 发表于 2011-10-18 14:26

                               
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宇宙的最终命运有可能像LS所说的“大撕裂”（Big Rip）！或者像目前较流行的说法就是宇宙每隔一万亿年（也 ...

前短时间有几个家伙仔细检查了场论的计算，发现big rip不会发生，代之以little rip。现在little rip是很火的……去arxiv一搜，发现一大堆……比如这篇：http://arxiv.org/abs/1106.4996

你说的那个Brane universe也不是比较流行的……接受brane universie的人不是很多……

最有可能的结局还是看上去最无聊的热寂

，怎么样，虚无。。。。，不过图片真不错。

我要修炼长生不老术，和宇宙齐寿，只想再活300亿年，足矣

只要不断膨胀下去，温度一定会越来越低