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暗能量和宇宙之间存在着什么纠缠的前世?

2021-05-02 23:57:45 来源:网络

在宇宙中,暗能量可能是最神秘的东西,占到目前为止观测到的宇宙的73%。更重要的是,暗能量的数量正在增加。这最终把整个宇宙撕裂了。

就这篇文章而言,我们将使用天体物理学家的方法来解释暗能量--这是目前对宇宙某些特性的最好解释,尽管这一解释尚未得到很好的理解。至于暗能量是什么(任何人都可以称之为暗能量),以及为什么科学需要它的背景,我建议你阅读戴夫·戈德伯格(DaveGoldberger)博士出色的启蒙书。

我们要研究的问题是,暗能量对未来宇宙意味着什么。我们知道的一件事是,随着时间的推移,暗能量在整个宇宙中似乎具有恒定的密度。由于宇宙正在膨胀,这意味着暗能量的数量必须在一定程度上增加,才能跟上它的步伐--事实上,由于膨胀的宇宙中有这么多空间是空的,这意味着宇宙中暗能量的比例(技术术语)将随着时间的推移而增加,并且已经占到相当大的比例。

对此的简单解释是,暗能量在某种程度上是时间和空间本身的一个特征,因此随着宇宙膨胀,暗能量以某种形式膨胀。这意味着暗能量的能量部分被曲解了,但这是最不需要担心的事情。假设这是真的,那么我们可以说暗能量与负压相关,这意味着暗能量正以一种反作用力的形式推动着宇宙的膨胀。

在这个概念中,暗能量基本上是拥有空间的成本,这意味着任何给定的空间都需要一定数量的暗能量才能存在。我知道它是模糊的。无论如何,有很多事情我们不知道。宇宙学家知道,暗能量的密度和暗能量的压力是1:1,或者,由于暗能量的压力是负的,它应该是1≤1。这被称为暗能量的状态方程,所以普遍接受的值是-1。

所以问题是:宇宙其他部分的-1值会保持不变吗?现在,我们还不知道,但我们知道如果它真的改变了会发生什么。如果暗能量的密度随着时间的推移而减小,这将导致膨胀速度的减缓--如果这个比率降到-1≤3,膨胀可能完全停止。这可能导致一场大紧缩,在这场紧缩中,我们看到了大爆炸的逆转。这曾经是天体物理学家对宇宙的启示最流行的想法,但只有降低暗能量的密度是可能的。

但是,如果暗能量的密度增加了呢?就目前情况而言,宇宙将永远膨胀。还有比这更极端的命运吗?哦,你最好相信。如果这个比例进一步降低到-2或-3,那么暗能量的密度将在有限的时间内趋于无穷大。

那么这意味着什么呢?记住,可观测到的宇宙只存在于更大的宇宙中,有足够的时间让它的光到达地球的一小部分,而宇宙的膨胀意味着宇宙的某些部分永远是我们所看不到的。现在想象一下,如果宇宙的膨胀把一切都拉得如此之远,以至于可观测到的宇宙中的每一个气泡都不会比一个星系、太阳系、我们的行星或你周围的房间更大。哪怕是一个原子。

这就是无限密度的含义,它导致所谓的大撕裂,宇宙中的所有结构,甚至亚原子粒子,都会被撕裂。如果这个比率降到-1.5,宇宙将在未来220亿年内遭受这种命运。

这不是一个令人愉快的想法,但这个过程的一个缩影版本最终可能会为宇宙创造一个更美好的世界。如果整个宇宙中的压强与暗能量密度之比可能会发生变化,宇宙可能会经历一些小小的撕裂,但只有宇宙的一部分会被撕裂。这实际上可以重启宇宙的熵,因为所有新分离的物质都能重新启动形成恒星和星系的巨大计划。

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