关于世界究竟的结局,人们提出过林林总总的假说,其中有一种被称为「大撕裂」(Big Rip)的理论以为,在大约220亿年后,世界就会完毕,而像地球这样的行星,则会在世界完毕前几分钟消除。这究竟是怎么回事呢?下面我们就来了解一下。
在上世纪20年代,科学家发现,世界其实是处于一种持续胀大的状况,以至于那些悠远的星系,都在远离我们而去。
在此之后,人们就开端考虑一个问题,即:在悠远的未来,世界的胀大是会一向持续下去,仍是会在某一个时刻点连续下来,然后开端缩短?
为什么会有这样的一个问题呢?我们能够用一个简略的思想试验来进行阐明。期望一下,在地球的表面,有一个人用力向天上扔了一块石头,接下来会产生什么?
一种常见的效果便是:在这个人扔出石头之后,虽然石头在开端的时分会不断向上飞,但在地球引力的效果下,它的上升速度会越来越慢,并究竟掉头向下,从头落回地球表面。
而从理论上来讲,还会有另一种效果,那便是:假定这个人的力气特别大,以至于在他扔出石头之后,石头的速度抵达或超过了第二世界速度,那么在不考虑空气阻力等其他搅扰要素的状况下,这块石头就会一向向上飞,在此进程中,虽然它的上升速度仍然会由于遭到地球引力的效果而越来越慢,但它却会一向处于一种远离地球的状况,永久不会回到地球表面。
相同的道理,由于引力是长程力,世界的胀大也会遭到本身引力的效果,因此世界的胀大也会有一个临界速度。
假定世界胀大的速度低于这个临界速度,那在未来的某一个时刻点,世界就会连续胀大,然后在本身引力的效果下开端缩短,而假定世界胀大的速度抵达或超过了这个临界速度,那么世界就会一向胀大下去,在此进程中,虽然世界胀大的速度仍然会越来越慢,但却永久不会连续。
那么,世界在未来究竟会是哪种状况呢?要找到这个问题的答案,一个简略的办法便是,测量出世界的质量,这样就能够知道世界本身引力巨细,但是据此就能够计算出上述「临界速度」的详细数值,在此之后,将其与实践观测到的世界胀大速度进行对比就能够了。
但是以我们人类的观测水平,想要精确地测量出世界的质量,能够说是一件不可能的作业。所以科学家就想到了另一个办法,其思路能够简略地描绘为:在「世界大爆炸」产生之后,世界的胀大就会在本身引力的效果下不断减速,所以世界的胀大就有一个负的加快度,因此我们只需求测量出世界在早年的不同时刻段的胀大状况,并对其进行对比,就能够计算出世界胀大的加快度,据此就能够计算出世界本身的引力有多大。
需求知道的是,在光速的捆绑下,我们看到的那些悠远的天体,其实都是它们在良久之前的姿态,间隔越远的天体,在我们眼中就越陈旧,这就意味着,我们只需求观测不同间隔的天体由于世界胀大而产生的「退行速度」,就能够知道世界在早年的不同时刻段的胀大状况。
由此可见,这种办法是可行的。所以从上世纪90年代起,科学家就开端运用这种办法来测量,世界的胀大速度在早年究竟降低了多少。在1998年的时分,两个研讨团队分别发布自己的研讨效果:世界的胀大速度并没有像之前期望中的那样越来越慢,而是越来越快。
也便是说,世界其实是在加快胀大。关于其时的科学界来讲,这无疑是一个推翻认知的发现,但是后续的研讨也屡次证清楚,实践状况确实是这样,而这两个团队中的三位科学家也因此在2011年的时分,获得了诺贝尔物理学奖。
期望一个场景:一个人在地球表面向天上扔了一块石头,按道理来讲,这块石头的上升速度应该是越来越慢才对,但实践观测效果却是,这块石头的上升速度却是越来越快。清楚清楚的是,假定真是这样的话,那这块石头就应该遭到了某种能量的推进,例如石头上装有一个火箭发动机,能够给它供给加快上升的推力。
相同的道理,世界的加快胀大,也应该是遭到了某种能量的推进,是什么能量呢?
很怅惘,直到现在,科学家都无法解释这种能量究竟是什么,我们现在只知道,有一种不知道的能量在推进着世界加快胀大。这种不知道的能量,就被称为「暗能量」(Dark Energy),实践上,大撕裂理论就与「暗能量」密切相关。
科学家根据已知的观测数据推测出,「暗能量」是一种布满空间的、具有负压强的能量,它们均匀地散布在世界之中。
所以大撕裂理论以为,世界的加快胀大,表清楚「暗能量」一向在添加,而跟着这个进程的持续,终有一天,「暗能量」将会健旺到没有任何力气能与之抗衡,到了那个时分,世界中悉数的物质,都将被「暗能量」从基本粒子层面被完全撕裂,这样的状况,就被称为「大撕裂」。
根据该理论的猜测,假定世界一向加快胀大,那么在大约220亿年后,世界就将在「大撕裂」中完毕,假定地球在那时仍然存在的话,那么地球就将在世界完毕前几分钟消除,其进程大致如下:
「大撕裂」产生前约2亿年,世界中的大规范结构将开端溃散。
「大撕裂」产生前约6000万年,悉数星系的结构就再也无法维系,星系中的许多恒星都会四散而去。
「大撕裂」产生前约3个月,恒星的行星系统也会土崩瓦解。
世界中的恒星、行星等天体,将会在「大撕裂」产生前几分钟被撕裂。
「大撕裂」产生前约10的负19次方秒,世界中悉数的原子都将被撕裂。
在「大撕裂」产生时,甚至连时空本身也会被撕裂,而这也就意味着世界的完毕。