宇宙從哪裡來,要到哪裡去

多年以前的人們仰望蒼穹,看到浩瀚的銀河和滿天的繁星(由於光汙染,現在的我們抬頭也就只能看到月亮和為數不多的幾顆星星了),不禁想知道這一切究竟都是如何產生的,最終又要走向何處?

宇宙的誕生

宇宙從哪裡來,要到哪裡去

關於宇宙的成因,至今沒有定論,有很多不同的假說,其中最主流的就是“宇宙大爆炸”理論。

1、宇宙大爆炸理論

“宇宙大爆炸”理論模型,是由美國著名的天體物理學家加莫夫最早建立的,這一理論模型得到大多數科學家的贊同。

爆炸之初,宇宙是一個密度極大、溫度極高的一個奇點。爆炸發生之後,空間快速膨脹、溫度快速降低,在100億度的溫度時質子和中子產生了,隨著溫度的繼續降低,氫原子和氦原子產生。經過漫長的時間,散落在空間中的物質開始在區域性凝聚成星雲,星雲進一步形成星系、恆星、星系以及各種其他天體,最終形成我們現在所看到的宇宙。

美國天文學家哈勃發現的哈勃定理,其中有一個最著名的哈勃常數,依據哈勃常數,可推算出宇宙的年齡,依據最新計算出的哈勃常數,推算出宇宙的年齡約為114億年。

同時天文學家們在觀測恆星系的年齡時,在銀河系中發現的最古老的恆星系存在了約有160億年。如果這些計算結果是正確的,那麼只能說明原先的假說出現了錯誤,宇宙的年齡總不能比存在於其中的星系年齡更小吧,說明宇宙也許不是從爆炸中誕生的。

2、宇宙永恆理論

持這種假說的天文學者認為宇宙是永恆的,把宇宙中的物質分成恆星、小行星、隕石、宇宙塵埃、星雲、射電源、脈衝星、類星體、星際介質等幾大類,在大尺度範圍內,這些物質出於一種力和物質的平衡狀態。宇宙的整體範圍內是穩定的,即使發生了變化,也只是區域性的變化。

還有很多不同的假說,至今還沒有哪個假說形成定論,我們的尋根之旅還要繼續下去。

宇宙在不斷膨脹

宇宙從哪裡來,要到哪裡去

美國天文學家斯里弗在觀測天體時出乎意料地發現,在他研究的15個星系中,除了仙女座大星雲和另一個星系正在奔向我們之外,其他13個星系都在遠離我們。幾年之後哈勃透過觀測發現星系的紅移現象,提出了哈勃定律,指出遙遠星系的退行速度與它們和地球的距離成正比。簡單來說就是距離我們越遠的星系遠離我們的速度就越快。

比利時天體物理學家勒梅特對河外星系的紅移作了解釋,認為紅移是宇宙大爆炸的結果,因而得出宇宙膨脹的結論。於是他進一步提出宇宙起源的設想,認為宇宙起源於一個“最初原子”,後來人們常常稱其為“宇宙蛋”。宇宙蛋爆炸產生了我們的宇宙,100多億年後,就留下了現在的星系退行現象。為了紀念勒梅特在宇宙膨脹方面的貢獻,2018年時,哈勃定律正式更名為:哈勃-勒梅特定律。

宇宙在膨脹,距離我們越遠的星系離開我們的速度越快,當這些星系遠離的速度超過光速後,在遙遠的未來,我們的天空中是不是就再也看不到滿天繁星了呢?

宇宙的邊緣在哪裡

宇宙從哪裡來,要到哪裡去

在太陽的周圍,有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星這八大行星在不停地運轉,在太陽系的外面是遼闊的銀河系,銀河系又與眾多的星系組成了宇宙,那麼,宇宙的邊界在哪裡呢?宇宙的外面又是什麼呢?

前面提到了宇宙膨脹的概念,遙遠的星系正在遠離而去,距離越遠遠離的速度越快,以此類推,距離我們100億光年的星系,它們遠離我們的速度將達到30萬千米每秒,這也就意味著我們將永遠觀測不到宇宙的邊緣,當然這只是一種推測。

還有人認為,宇宙是一個氣球的形狀,它像氣球一樣不斷膨脹,身處其中的星系就會彼此遠離,但到了一定的條件,氣球又會縮小,那時星系就會開始互相靠近。

宇宙到底有沒有盡頭呢?按照現在的觀測水平,科學家們還無法給出確切的答案。宇宙的邊緣乃至宇宙之外,或許是我們人類永遠也接觸不到的空間。

宇宙將走向何方

宇宙從哪裡來,要到哪裡去

宇宙間的萬物生生死死,變化無窮。小到我們每個人,大到恆星乃至星系,無不在經歷生死。然而,宇宙的壽命會是多少歲呢?宇宙最後會走向何方呢?

哈勃常數測定法是基於宇宙膨脹的觀測事實確立的,在一個不斷膨脹的宇宙中,測定的膨脹速度可透過紅移量的測量來獲得。用這種方法最終也可以計算出宇宙的年齡,大約在100億到200億年之間,這就是我們現在宇宙的年齡。

有一種觀念認為,宇宙大爆炸之後,先是膨脹之後是收縮,到最終的死亡消散,這個過程大約要經歷800億年,宇宙間的一切在未來的600億年中將逐漸向中心一點點靠攏,當時空都走到了盡頭,宇宙也就不復存在了。就像超巨星在燃燒結束之後,引力崩塌,形成黑洞一樣,成為一種存在又不可觀測的物質,這也許就是宇宙死亡的模型。

英國著名的物理學家史蒂芬霍金認為,宇宙將無限膨脹下去,宇宙始於懸浮在一片虛無中的豌豆大小的極密物體,宇宙有始無終。

以上這些問題也許永無答案,但我們應該保持一顆好奇之心,當烏雲散開之時,還能抬頭去仰望星空,讓自己的思想能夠肆意馳騁。