十字教學活動:天文類-宇宙命運

概述:
根據天文觀測和宇宙學理論,可以對可觀測宇宙未來的演化作出預言。均勻各向同性的宇宙的膨脹滿足弗里德曼方程。多年來,人們認為,根據這一方程,物質的引力會導致宇宙的膨脹減速。宇宙的最終命運決定於物質的多少:如果物質密度(1)超過臨界密度,宇宙的膨脹最後會停止,並逆轉為收縮,最終形成與大爆炸相對的一個「大坍縮」(big crunch);如果物質密度(2)等於或(3)低於臨界密度,則宇宙會一直膨脹下去。另外,宇宙的幾何形狀也與密度有關: 如果(1)密度大於臨界密度,宇宙的幾何應該是封閉的;如果(2)密度等於臨界密度,宇宙的幾何是平直的;如果(3)宇宙的密度小於臨界密度,宇宙的幾何是開放的。並且,宇宙的膨脹總是減速的。然而,根據近年來對超新星宇宙微波背景輻射等天文觀測,雖然物質的密度小於臨界密度,宇宙的幾何卻是平直的,也即宇宙總密度應該等於臨界密度。並且,膨脹正在加速。這些現象說明宇宙中存在著暗能量。不同於普通所說的「物質」,暗能量產生的重力不是引力而是斥力。在存在暗能量的情況下,宇宙的命運取決於暗能量的密度和性質,宇宙的最終命運可能是無限膨脹,漸緩膨脹趨於穩定,或者是與大爆炸相對的一個「大坍縮」,或者也可能膨脹不斷加速,成為「大撕裂」。目前,由於對暗能量的性質缺乏了解,還難以對宇宙的命運做出肯定的預言。 從物質的無限小理解宇宙.宇宙大爆炸的過程是從無到有的過程.突然爆炸的時間不可以視為無限小.所以宇宙也不存在無限大.無限小或大也是一種人擇理論.宇宙不可能是無限膨脹的.是一種從有到無的過程.具體過程不可知。

宇宙的一生:
大爆炸→持續膨脹→1.大坍縮後從大爆炸重新開始 2.大坍縮後又大爆炸並漸漸冷卻 3.大坍縮或大撕裂後皆為虛無
※以上情形尚未能確定