宇宙终结的过程

#趣闻11:09506

众译鸣谢

原文字幕:彭彭和丁满于2017.09.15制作完成

译文字幕:安景明于2017.09.24制作完成

审核过程:6

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[音乐]
宇宙的历史将如何终结?
最重要的是 何时终结?
所有的一切都不是永恒的
宇宙形成近140亿年了
它看起来可以永远稳定地存在
但事实上并非如此
任何事物都会终结 任何事物 甚至恒星和星系
任何事物都会趋向于最低能量状态
正因如此 三大可能的浩劫在等着我们
为了弄懂将发生在我们身上的事
首先必须知道是什么决定了宇宙的命运
了解暗能量
1998年 科学家观测到一颗新超新星
1A型超新星 因作为宇宙学中测量远距离的标准烛光而为人所知
这种恒星爆炸的亮度几乎总是相同的
所以测量从地球上看到其爆炸的亮度
人们可以确定地球到爆炸发生地的距离
还有另一种方法来测量远距离 使用红移理论
细节有点难以解释
简单来说 随着来自遥远天体的光照到地球上
它会逐渐移向光谱的红色波长
所以测量遥远星系中的红光
可以确定它们离我们有多远
根据第一种方法 超新星有70亿光年远
根据第二种方法 是120亿光年
呃 解释多出来的50亿光年的唯一方法是
假设我们的宇宙正在膨胀 且是不断快速膨胀
这是个大问题
准确来说是暗能量
在理论上对宇宙的膨胀负责
某种程度上 它就像反重力 不合理的存在于地球甚至银河系
但却超出了相距遥远的星系团之间的引力作用
这意味着 除非比光还快的旅行工具被发明出来
我们不可能拜访宇宙的绝大多数(地方)
我们将被限制在本星系群 该星系群包含银河系
仙女座星系和几十个矮星系 比如麦哲伦云
即使你立刻坐上
一艘接近光速前进的飞船
也不可能离开本星系群
所有其他的星系和星系团将以
比你飞近它们的速度还快的速度飞离你
可以相信 暗能量均匀分布在整个宇宙中
就像一直存在并将永远存在的恒定的密度
暗能量的密度有三种值
小于-1 大于-1 等于-1
第一种理论 “大撕裂说”
我们来分析第一种情况
如果暗能量的密度小于-1
那么宇宙将会以大撕裂的方式终结
根据现代的观测
暗能量密度最低值可能是-1.08
在这种情况下 宇宙中的任何事物都会终结
至少在800亿年内
所有可观测的物体 除了本星系群
将会一直加速远离我们
直到它自身膨胀的速度达到光速
此后 除了本星系团 我们将什么都看不见
100亿年内 星系中的最远星系群将开始消失
约600亿年后 最近的星系群也会消失
大撕裂前的2亿年 我们的本星系群将开始瓦解
有一点要说明的是 那时 将出现一个全新的 更大的组合星系
这是仙女座和银河系碰撞 合并的结果
差不多有12个其他的小星系试图避免被合并
但会在新星系的轨道内绕行
大撕裂前的6000万年
科学家打算命名为银河仙女座的新星系
将从其边缘开始失去恒星
之后再过4000万年 它就完全瓦解了
在一切终结前的几个月 太阳系将开始瓦解
太阳系的剩余部分会停止围绕太阳主体转动
也就是现在的白矮星
一切终结前三个月左右 它会飞入快速膨胀的宇宙
行星大约会在宇宙终结前的最后一小时内崩塌
世界的基础 其包含的内核
都会在最后的破裂前十亿分之一秒内被摧毁
只有非复合粒子
比如电子 夸克和胶子等基本粒子
将会从荒凉又难以想象的 曾是宇宙的多样性中保留下来
它们永远不会碰撞 也不会产生新粒子
每个基本粒子都会远离其他粒子
比光速还快
不会再发生什么 永远不会
第二种理论 “大坍塌说”
如果暗能量的密度大于-1
那么从现在开始的几百亿年后 万有引力会赢
宇宙的历史会以更有趣的形式终结
顺便说一下 这个理论是最不可能的
但我们还不完全了解暗能量是如何运用的
由于暗能量的属性还不完全为人所知
所以 大坍塌依然有可能发生
即便是大体估计一下
宇宙终结的一幕来临前 我们还剩多少时间 也是不可能的
你只能在结束时描述宇宙终结的一幕
这些已经与时间无关了
首先 应当注意的是
所有的星系 超星系团和其他所有的物质都会汇集一起
但宇宙本身的规模却在缩小
当它从当前直径200亿光年的状态
减小到五分之一大小时
所有汇集一处的天体会形成一个超星系团
银河系也变成了这个星系团的组成部分
它们会留下来 继续相互旋转 彼此碰撞
但也不会相距太远
不像之前宇宙诞生的版本
依这种观点 只要移动的速度接近光速
你就可以去任何想去的地方
当宇宙的直径收缩到10亿光年
超星系团会汇集成一个巨大的星系
宇宙微波背景温度会达到32华氏度
也就是0摄氏度
宇宙中所有的石质行星将适于生存
只要它们上面有水
所以 让宇宙快速缩小吧
宇宙微波背景温度将达到舒适的温暖 生命也会孕育
但是 唉 背景温度会继续升高
并会持续几百万甚至几十亿年
温度会升高 空间也变得越来越小
直到最后连原子都会分裂解体
一切将回到宇宙大爆炸之前的状态
最后 宇宙会
由无限温度和密度的一个微型奇点构成
接下来会发生什么无法预测
现代物理法则在那种情况下并不适用
但宇宙大爆炸很可能再次发生
创造一个新的宇宙
第三种理论 “热寂说”
如果暗能量的密度恰好是1
宇宙会按照固定的速度缓慢但无限的膨胀
星系团会永远分离
但星系团中的物体会永远被万有引力束缚
几百亿年后
星系将耗尽 由恒星形成的尘埃和气体
生命的主要来源变成长寿的红矮星
小而黯淡的恒星往往只有太阳亮度的十分之一
大约10万亿年后
最后的红矮星停止发热 变成黑矮星
宇宙将陷入黑暗
只有零星地方被昔日辉煌的残余
甚至黯淡的中子星和白矮星所照亮
渐渐地 一切物质都被吸入黑洞
在数万亿年后 黑洞渐渐变成无法想象的规模
数百万亿 数万万亿年之后
直到黑洞由于霍金辐射而蒸发
这一切会发生是因为极少数光子
会从黑洞的边缘逃逸
经过漫长的时间
黑洞蒸发 只留下光子 夸克和电子
非常偶然的情况下 宇宙
电子和带正电荷质子将会结合成电子偶素原子
接着立刻消失
热寂来临
如果这一切听起来有点可怕 不用担心
目前 我们还拥有布满恒星的宇宙
我希望世界适合生存
不管几十亿或者数万亿年后会发生什么
我们应该庆幸自己非常幸运地生活在完美的时代
当我们知道宇宙如何诞生又如何终结之后
我们就会用宏观的美来观察宇宙
此时 此刻
非常完美
如果你对未来的节目有任何想法
请写在下方评论区
最具创意的作者 其名字会出现在视频中
如果我们把你用胶带绑起来会怎么样?
扔进微波炉 烤得外焦内酥
沉到海里喂饥饿的鲨鱼
你还活着 然后被送到太空
让你回到地球上
正好落在马里亚纳海沟底部
然后把你捞出来 在闪电风暴中弄干
穿好衣服 梳好头发 把你粘在3万英尺高的飞机上
然后 再次向上抛 你保准能背部向下落到平整的地面
当然没有降落伞
接下来会发生什么
我们来问问阿诺德 感觉怎么样 兄弟 你还站得起来吗?
好吧 试试这个
没时间解释了
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