通常,當我們談論改變宇宙的重大事件時,我們非常關注過去。有大爆炸、宇宙微波背景輻射,有時甚至是暗能量開始主宰宇宙的那一刻。但我們也可以關注另一個方向:未來。
這宇宙的未來這是一個非常有趣的話題,並且和它的過去一樣引起了激烈的爭論。宇宙將會發生什麼事?更重要的是,這一切將如何結束?嗯,TS 艾略特可能是對的,他認為世界的終結是一聲嗚咽,而不是一聲巨響。主要的宇宙學和物理理論都表明,這將是一場漫長的死亡。讓我們來看幾個場景。
大爆炸、大擠壓、大彈跳
宇宙的命運取決於一個關鍵值,即它的密度。這個想法是,如果宇宙中的「東西」多於某個值,宇宙就會自行塌陷。這被稱為大緊縮,這是一個非常流行的理論,即使它聽起來確實是一種美味可口的小吃。這也與大彈跳,這種觀點認為宇宙是一個膨脹和收縮的循環,伴隨著一系列大爆炸,然後是重複的大擠壓。
以及可能發生的大撕裂
相反,如果宇宙的密度等於或小於該特定值,那麼宇宙將永遠膨脹。該值是透過測量我們所知道的宇宙的所有組成部分(光和物質)以及我們相信存在但尚未證明的組成部分來計算的,暗物質和暗能量。暗能量尤其是宇宙未來的重要參與者,負責宇宙的加速膨脹。
在某些情況下,這種加速最終會變得如此之快,以至於會打破時空結構。這種情況稱為大撕裂。
好吧,可能這些都不是
普遍的共識是這些「大」場景是有可能發生的。宇宙的密度值非常接近臨界值,這表示宇宙確實會永遠膨脹。這可能沒有「大擠壓」或「大撕裂」那樣的原聲吸引,但也同樣令人不安。因此,讓我們假設我們是某個永恆的觀察者,舒適地坐著,看著未來的發展。
不斷膨脹的宇宙
在這個不斷膨脹的宇宙中,我們一開始會陷入一種虛假的安全感。在接下來的1000億年裡,一切都照常進行。恆星形成,星系合併(仙女座星系和銀河系大約需要 4 到 80 億年),我們圍繞著本星系群移動,我們被引力束縛在其中的星系群。在一十億年到幾兆年之間,本星系群之外的任何事物都將不再對我們產生任何影響。這個星系群將合併成一個巨大的星系,緩慢但肯定的是,所有其他星係將離我們很遠,以至於它們的光永遠不會到達我們。
據我們所知,這個時代的整體要點是正確的,但細節卻很模糊。最有可能的情況是恆星將繼續形成數十億年但每一代都會有越來越多的紅矮星,它們將穩定但微弱地燃燒長達 1 兆年。據此,最後一顆恆星甚至可能在 100 兆年後形成。但我們看到的不是明亮的星系,而是一個巨大的微紅色天體,上面佈滿了慢慢熄滅的發光餘燼。
未來一億到一億年之間,恆星和行星要麼逃離星系,要麼發生碰撞,然後落入黑洞。大多數物體都會逃逸,但多達 10% 的物體最終會進入黑洞。
(到目前為止,如果您認為這很容易,那麼很好。現在是事情變得複雜的時候。)
腐爛還是不腐爛,這是個問題
宇宙 100 兆年後的未來取決於量子力學,特別是質子是否衰變。如果質子衰變,那麼宇宙中的所有物體(黑洞除外)都會崩潰。行星會先行。重元素會分解成越來越輕的元素,直到變成氫。氫只會變成光和電子。同樣的命運也會發生在明星身上。如果沒有質子衰變,暗能量將會負責任的在大約10兆年的時間內分解物質。

黑洞統治,但不會永遠
此後,黑洞將佔據主導地位,緩慢地發射「黑體」輻射,也稱為「黑體」輻射。霍金輻射,直到它們完全蒸發。那時,宇宙將處於最低能量狀態。那麼物理學就會變得更加模糊。現在它只是歸結為溫度和熵。宇宙中什麼都沒有,它已經達到絕對零,也沒有可用能量,它已經達到最大熵。
結束。
或者,至少據我們所知是結局。我們身為人類,尤其是物理學家,不擅長處理結局。我們為了解宇宙投入了大量的精力,這一切不可能都是白費的。也許事實並非如此。一些不同的理論表明“死亡宇宙”可能產生新的大爆炸。不幸的是,我們無法親眼目睹。