大约100年前,爱因斯坦提出了广义相对论,其中的方程式帮组我们理解宇宙的内容和形态之间的关系。事实上,宇宙本可以是弯曲成一个球状或球体,我们称之为正向弯曲或封闭。宇宙也可以是马鞍型的,我们称之为逆向弯曲或封闭,又或者它可以是平面的,而这一形态决定了宇宙会如何存在以及终结。
我们如今知道,宇宙的形态接近平面,然而宇宙的组成部分仍能影像它之后的命运,如果我们测量当下宇宙中不同物质的数量或能量密度,我们就能够预测宇宙会如何随着时间而改变。
那么宇宙是由什么组成的呢?
宇宙中包含了许多我们能看见的物质,比如恒星,气体,行星,我们将这些物质称为普通或重子物质。尽管我们能看到这些物质环绕着我们,这些物质总体能量密度实际上非常之小,只占宇宙总能量的约百分之五,那么另外的95%是什么呢?
我们尚未发现暗物质粒子,但是全世界的科学家都再寻找这种难以捉摸的粒子,以及暗物质对整个宇宙的影响。
但暗物质和普通物质并不是宇宙的全部。宇宙能量密度剩下的70%是由暗能量组成的,它比暗物质更加神秘,这种暗能量并不表现得像我们所知道的任何一种物质,而是表现得更像反重力力量,我们称这一特性为“重力压力”,这是普通物质和暗物质所没有的,和我们预计的重力会令宇宙收缩恰恰相反,宇宙似乎在以倍增的速率膨胀。
暗能量的主导思想是一个宇宙常数,那也就意味着它有个奇怪的特性,也就是随着它膨胀,宇宙空间扩大来保持宇宙能量守恒。因此随着宇宙的膨胀,会有越来越多的暗能量。
而另一方面,暗物质和普通物质并不会随着宇宙的膨胀而增多,会变得更加稀释,由于宇宙常数的这一特性,宇宙在未来会激怒一步由暗能量主导,会变得越来越冷, 膨胀得越来越快,最终宇宙会耗尽用以形成恒星的气体,而恒星本身会耗尽燃料并且熄灭,宇宙最终只剩下黑洞。
随着时间进一步流逝,甚至最后的黑洞都会蒸发,令宇宙最终完全变得寒冷而空洞,时间在那一刻也将完全消失,尽管这理论让我们听起来十分郁闷,我们所生活的宇宙将以寒冷而毫无生机的状态迎来自己的结局,但是我们的宇宙最终的命运其实与它炙热的开端有着对称之美!
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