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宇宙的未來 原文

[移動版] 李東全
一個單獨的數(shù),即兩個星系間的距離來描述它�,F(xiàn)在這個距離在增大,但是人們預料不同星系之間的引力吸引正在降低這個膨脹率。如果宇宙的密度大于某個臨界值,引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。這和起始宇宙的大爆炸相當相似。大擠壓是被稱作奇性的一個東西,是具有無限密度的狀態(tài),物理定律在這種狀態(tài)下失效。這就表明即便在大擠壓之后存在事件,它們要發(fā)生什么也是不能預言的。但是若在事件之間不存在因果的連接,就沒有合理的方法說一個事件發(fā)生于另一個事件之后。也許人們可以說,我們的宇宙在大擠壓處終結,而任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同,如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶,這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講,它是完全不同的個體。

如果宇宙的密度小于該臨界值,它將不會坍縮,而會繼續(xù)永遠膨脹下去。其密度在一段時間后會變得如此之低,引力吸引對于減緩膨脹沒有任何顯著的效應。星系們會繼續(xù)以恒常速度相互離開。

這樣,對于宇宙的未來其關鍵問題在于:平均密度是多少?如果它比臨界值小,宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大,宇宙就會坍縮,而時間本身就會在大擠壓處終結。然而,我比其他的末日預言者更占便宜。即便宇宙將要坍縮,我可以滿懷信心地預言,它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。

我們可以從觀測來估計宇宙的平均密度。如果我們計算能看得見的恒星并把它們的質(zhì)量相加,我們得到的,不到臨界值的百分之一左右。即使我們加上在宇宙中觀測到的氣體云的質(zhì)量,它仍然只把總數(shù)加到臨界值的百分之一。然而,我們知道,宇宙還應該包含所謂的暗物質(zhì),即是我們不能直接觀測到的東西。暗物質(zhì)的一個證據(jù)來自于螺旋星系。存在恒星和氣體的巨大的餅狀聚合體。我們觀測到它們圍繞著自己的中心旋轉(zhuǎn)。但是如果它們只包含我們觀測到的恒星和氣體,則旋轉(zhuǎn)速率就高到足以把它們甩開。必須存在某種看不見的物質(zhì)形式,其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住。

暗物質(zhì)的另一個證據(jù)來自于星系團。我們觀測到星系在整個空間中分布得不均勻,它們成團地集中在一起,其范圍從幾個星系直至幾百個星系。假定這些星系互相吸引成一組從而形成這些星系團。然而,

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