17 宇宙会永远膨胀吗
宇宙的未来
如果宇宙始于最初的大爆炸,那它未来又会变成什么样子呢?是会永远膨胀下去,还是在什么时候停止膨胀转而收缩呢?
开放宇宙和闭合宇宙
按照大爆炸模型,宇宙在诞生后不断膨胀,与此同时,物质间的万有引力对膨胀过程进行牵制。如果宇宙的总质量大于某一特定数值,那么总有一天宇宙将在自身引力的作用下收缩,造成与大爆炸相反的“大坍塌”,这样的宇宙是闭合的。如果宇宙总质量小于这一数值,则引力不足以阻止膨胀,宇宙就将永远膨胀下去,即为开放宇宙。
这个道理就好像我们在地球上向上抛球,将球向正上方抛起,一会儿就落到地上。球向上的速度因地球引力而渐渐变慢,最后落下。
抛出的速度越大,球由上升转为下落的时间就越长,上升的位置也越高。
但无论宇宙是开放的还是闭合的,要下个确切的结论是难以实现的。这是因为要给宇宙称重,无论从实际观测或理论推导都很困难。
临界质量
有趣的是,无论宇宙是开放或闭合的,它的质量都必须非常接近临界质量。这是因为,如果宇宙的质量太大,造成引力太大,宇宙便会在膨胀后不久就开始收缩,那样的话,宇宙的寿命就不会太长。恒星和星系还来不及形成,宇宙就死了。地球上的人类就更不可能出现了。如果宇宙质量太小,宇宙就会膨胀得太快,物质很快就变得非常稀薄,不足以聚集成恒星、星系,同样地,生命也不会在这样的环境中产生。
也就是说,无论宇宙的质量太大或太小,都是不合理的,都不会形成星系,人类也不会产生。宇宙的质量与临界质量不能相差太大。
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