宇宙的膨脹告訴我們什麼是未來？

最新 09-01

【博科園-科學科普】我們知道光速是恆定的，但是宇宙膨脹的速度是多少呢？

宇宙膨脹的速度不是一個常數，這是一個非常有趣的結果，在我們的宇宙中存在暗能量在我們的宇宙遙遠的未來給了我們一個有趣的觀點。

引力作用是減慢宇宙的膨脹的速度，而一種神秘的暗能量，將物質和空間推開。事實上暗能量被認為是在以更快和更快的速度將宇宙推向宇宙，導致我們的宇宙加速膨脹。圖片版權：NASA/JPL-Caltech

暗能量是一種描述性的術語，我們已經將其應用於對宇宙膨脹推動的力量。我們可以看到宇宙正在膨脹，通過測量宇宙中物體的表面速度，所有這些物體似乎都在快速地後退。考慮到我們不是在宇宙中一個特殊的地方，這一觀察最好的解釋是每個物體都偏離了其他物體。考慮到引力也存在於我們的宇宙中，其他一些力必須作用於我們宇宙中的每一個物體，以抵消引力，並使它們在通往一個越來越孤立的宇宙的道路上。

這種反重力的力量被稱為暗能量，確切的是它是什麼，它的運作方式仍然是非常糟糕的理解。然而根據我們的觀察，它必須占宇宙所有能量的68%以上（理論佔比74%），才能做到我們所觀察到的，推動所有的星系之間的引力，彼此之間並沒有相互聯繫。

宇宙演化的一個表徵（超過137.7億年），最近隨著暗能量的排斥性效應開始主導宇宙的膨脹，膨脹已經開始加速。圖片版權：NASA / WMAP Science Team

有一個膨脹的宇宙是一回事。如果膨脹發生在一個固定的速率，我們將把我們的宇宙膨脹成一條直線，像上面的圖一樣。然而我們發現，宇宙的膨脹正在以越來越快的速度發生。我們宇宙的膨脹是加速的，不是恆定的。這意味著如果我現在看到兩個星系分開，從某種宇宙鳥的角度來看，然後再回到10億年前觀察另一組星系相互遠離，第二組會比第一組分離得快得多。

在足夠長的一段時間內，膨脹速度的增加意味著宇宙中物體的密度將會降低。如果每個星系都離其他星系越來越遠，我們銀河系之外的星系的圖像也會變得越來越過時，因為光的傳播時間也會增加。

如果我們追求越來越孤立的星繫到它的邏輯極端，我們就會到達一個叫做「熱死」的宇宙末日場景。熱死亡是在星系耗盡氣體形成新的恆星時產生的，而剩下的恆星絕大部分都是微弱的紅、棕、黑矮星、黑洞或中子星。由於沒有新的氣體進入星系，星系必須結束它的恆星形成。