|
宇宙學的末日
（2008年05月17日 20:26:53）
來源︰環球科學
|
|
|
□作者:
[1] [2] 下一頁>>
100年前《科學美國人》上刊登的一篇有關宇宙歷史和大尺度結構(large-scale structure)的文章，幾乎完全錯了。
1908年，科學家們相信，我們身處的這個星系就是整個宇宙。他們認為宇宙就是被無盡的虛空包圍著的一群孤獨的恆星，因此宇宙又被稱為“宇宙島”(island universe)。現在我們知道，銀河系不過是目前能夠觀測到的4,000多億個星系之中的普通一員。
1908年，科學界一致認為宇宙是靜態而永恆的。宇宙起源于一場熾熱的大爆炸，這樣的觀點哪怕是最瘋狂的幻想家也根本未曾想過。元素在大爆炸最初時刻產生，後來在恆星內部合成的理念，在1908年還不為人知；空間會膨脹和彎曲、物質決定空間曲率的說法更是天方夜譚。整個宇宙空間都沉浸在創世大爆炸的寒冷余輝留下的微波輻射之中這一事實，要等到現代技術發展起來以後，才會被人發現。有趣的是，發明這種技術的目的，並不是為了探索宇宙，而是為了讓人們能夠打電話回家。
很難想象，在過去的一個世紀里，還會有哪個知識領域像宇宙學這樣，經歷如此天翻地覆的變化，這種變化還改變了我們對世界的看法。不過，未來的科學一定比過去更能反映實際情況嗎？我們最近所作的一項研究暗示，在宇宙學時標(cosmic timescale，足以明顯看出宇宙演化的時間尺度，動輒以億年為單位)上，這個問題的答案是否定的。我們極有可能生活在宇宙歷史上唯一一個，能夠讓科學家準確了解宇宙真實情況的時代。
我們這項研究的起因，源于10年前天文學上一個引人注目的大發現。當時，兩個各自獨立的天文學家團隊追溯了過去50億年宇宙的膨脹過程，發現宇宙似乎正在加速膨脹。科學家們認為，這種讓宇宙對抗引力作用而加速膨脹的力量，源于一種與真空聯系在一起的“暗能量”(dark energy)。事實上，在此之前，包括本文作者克勞斯在內的一些理論學家，就已經通過間接測量預料到了這一結果。不過從物理學角度來說，這項發現應該算是第一個直接觀測證據。宇宙的加速膨脹意味著真空中包含著大量能量︰就算把當前能夠觀測到的宇宙結構，包括星系、星系團和超星系團等全加在一起，所含能量也僅僅相當于真空能量的1/3。具有諷刺意味的是，這種形式的能量最早是愛因斯坦提出的，目的卻是為了維持一個靜態的宇宙。他把這種能量稱為“宇宙學常數 ”(cosmological constant)。
暗能量將對宇宙的未來產生巨大的影響。克勞斯曾經和美國華盛頓天主教大學(Case Western Reserve University)的宇宙學家格倫•斯塔克曼(Glenn Starkman)一起，合作探討了這樣一個問題︰在一個包含宇宙學常數的宇宙中，生命的最終命運將會如何。結論是︰不太樂觀。這樣一個宇宙將演變成一個非常不適宜生存的地方。宇宙學常數會產生一個固定的“事件視界”(event horizon)，在這種假想邊界以外，任何輻射或物質都不可能被我們看到。宇宙看起來就像一個內外顛倒的黑洞，物質和輻射不斷被吸出視界，然後永不回頭。這一發現意味著，可觀測宇宙包含的信息是有限的，因此生命和信息處理過程都不可能永久持續下去。
不過，用不著擔心有限的信息可能會帶來麻煩，在信息極限成為問題之前很久，所有隨著宇宙一起膨脹的物質就會被推到事件視界以外。美國哈佛大學的亞伯拉罕•洛布(Abraham Loeb)和長峰健太郎(Kentaro Nagamine)研究了這一過程。他們發現，我們所說的“本星系群”(Local Group of galaxies，由銀河系、仙女座星系和許多圍繞它們旋轉的矮星系構成)將坍縮成一個巨大的超星系。所有其他的星系都將消失在事件視界以外。這個過程將歷時1,000億年，看起來也許很長，但與永恆的荒蕪相比，也只不過是轉瞬之間而已。
轉載文章請首先閱讀有關轉載說明
文章作者:
責任編輯:skylook
|
|
[1] [2] 下一頁>>
|
上一篇︰“上帝粒子”將“現身”
|
 收藏到網摘:
|
 相關信息:
|
文章評論(0):
-
（ - ）
|
|
|
|
|
系統菜單 |
|
|
|
系統登錄 |
|
|
|
企業合作 |
|
|
|
