科学探索宇宙将如何终结地球将在什么时候毁灭

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刊名：环境科学学报
主办：中国科学院生态环境研究中心
主管：中国科学院
ISSN：0253-2468
CN：11-1843/X
语言：中文
周期：月刊
影响因子：1.732158
数据库收录：
北大核心期刊（1992版）;北大核心期刊（1996版）;北大核心期刊（2000版）;北大核心期刊（2004版）;北大核心期刊（2008版）;北大核心期刊（2011版）;北大核心期刊（2014版）;北大核心期刊（2017版）;化学文摘（网络版）;中国科学引文数据库（2011-2012）;中国科学引文数据库（2013-2014）;中国科学引文数据库（2015-2016）;中国科学引文数据库（2017-2018）;中国科学引文数据库（2019-2020）;中文社会科学引文索引-来源（1998）;地学数据库;哥白尼索引;日本科学技术振兴机构数据库;文摘与引文数据库;中国科技核心期刊;期刊分类：环境科学与资源利用
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来源：环境科学学报 【在线投稿】栏目：综合新闻时间：2020-11-11

作者:网站采编

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【摘要】宇宙将如何终结？“不是砰的一声，而是一声呜咽”美国诗人T.S.艾略特(T.S. Eliot)在谈到世界末日时写道。但是，如果你想要一个更明确的答案，你会发现物理学家们已经花了无数的时间

宇宙将如何终结？“不是砰的一声，而是一声呜咽”美国诗人T.S.艾略特(T.S. Eliot)在谈到世界末日时写道。但是，如果你想要一个更明确的答案，你会发现物理学家们已经花了无数的时间在他们的头脑中反复思考这个问题，并把最合理的假设巧妙地归纳为几个类别。

“在教科书和宇宙学课上，我们知道宇宙有三种基本的未来，”新罕布什尔州汉诺威达特茅斯大学的宇宙学家罗伯特·考德威尔说。

考德威尔说，在一种情况下，宇宙可能会永远膨胀下去，所有物质最终都会分解成能量，这就是所谓的“热死”。或者，重力可能会导致宇宙再次坍缩，产生一个反向的大爆炸，称为大爆炸(我们稍后将对此进行解释)。或者，也有可能暗能量会导致宇宙的膨胀越来越快，演变成一个失控的过程，被称为大撕裂。

在讨论宇宙的终结之前，让我们先来看看它的诞生。我们目前的理解是，时间和空间始于大爆炸，当时一个亚原子、超热和超密度的点向外爆炸。一旦温度足够低，粒子就开始形成更大的结构，如星系、恒星和地球上的所有生命。我们现在生活在宇宙开始后大约130亿年，但是，考虑到它灭亡的不同情况，我们还不清楚宇宙还会存在多久。

在第一种情况下——宇宙因热死而消亡——宇宙中的所有恒星都会燃烧完它们的燃料，其中大部分会留下被称为白矮星和中子星的致密残留物。最大的恒星会坍缩成黑洞。虽然这些巨兽并不像人们通常描述的那样贪婪，但如果有足够的时间，它们巨大的引力会把大部分物质吸引到它们那吞噬一切的胃里。

考德威尔对说:“那就会发生一些惊人的事情。”

黑洞被认为发出一种特殊类型的辐射，称为霍金辐射，以已故物理学家斯蒂芬·霍金的名字命名，他是第一个提出这一理论的人。这种辐射实际上夺走了每个黑洞的一点点质量，导致黑洞慢慢蒸发。根据英国赫尔大学的天体物理学家Kevin Pimbblet的说法，经过10到100年(即1后面跟100个0)之后，所有的黑洞都会消散，只留下惰性的能量。

相比之下，在大收缩的情况下，恒星和星系的引力总有一天会把整个宇宙重新拉到一起。这个过程有点像一个倒退的大爆炸，星系团崩溃和合并，然后恒星和行星融合在一起，最后，宇宙中的一切将再次形成一个无限小的致密点。

这样的结果为宇宙提供了某种时间上的对称性。“干净整洁。”考德威尔说。“就像你去露营一样；什么也没留下。”

宇宙终结的最后一种基本可能性被称为大撕裂。在这种情况下，暗能量——一种与万有引力相反的神秘物质——将所有东西一块一块地分开。宇宙的膨胀加速，直到遥远的星系迅速远离我们，以至于它们的光再也看不见。随着扩张速度的加快，越来越近的物体开始消失在考德威尔所说的“黑暗之墙”后面。

他说:“星系被拉开，太阳系被拉开，任你胡思乱想吧。”“先是行星，然后是原子，最后是宇宙本身。”黑洞是如何形成的?

哪一个“结局”会发生?

因为暗能量的性质还没有被很好地理解，研究人员不知道哪一种情况会占上风。考德威尔说，他希望像美国国家航空航天局的广域红外巡天望远镜(WFIRST)或即将部署的大型巡天望远镜(LSST)等正在发展中的天文台将有助于阐明暗能量的行为，也许能更好地理解宇宙的终结。

关于宇宙如何死亡，还有其他奇异的前景。根据已知的物理定律，希格斯玻色子有可能在某一天摧毁一切。2012年希格斯玻色子被发现时，其质量约为质子的126倍。但从理论上讲，质量是有可能改变的。这是因为宇宙现在可能不是处于最低能量状态。整个宇宙可能处于所谓的不稳定的虚假真空中，而不是真正的真空。如果希格斯玻色子以某种方式衰变为一个较低的质量，那么宇宙将陷入一个较低能量的真正真空状态。

如果希格斯玻色子突然转变为质量更低、性质不同的粒子，那么宇宙中的其他一切都将受到类似的影响。电子可能不再能够绕着质子转，使原子成为不可能。同样地，光子可能会形成质量，这意味着阳光可能感觉像一场阵雨。是否有任何生物能在这样的状态下生存还不得而知。

文章来源：《环境科学学报》网址: http://www.hjkxxb.cn/zonghexinwen/2020/1111/469.html

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