宇宙的最终命运是什么？
宇宙是永恒的吗？ 一直以来，人类都以为宇宙是永恒的，说白了就是宇宙是一直存在的， 宇宙不会随着时间的流逝而发生大的变化 。按照这个理论，宇宙就应该是无始无终的，也就没有最终命运了。放眼整个科学史，不少学者都在坚守这个信念。 牛顿在提出万有引力定律时，万有引力定律就与这个观念是相互矛盾的，这是因为按照万有引力定律，宇宙应该会在引力的作用下向在中心收缩，可是人类并没有观测到这个现象的存在。为了解决这个问题，牛顿就提出宇宙是无限大的，宇宙处处都是中心，处处引力都是动态平衡的。 同样的，物理学界的另外一个大神爱因斯坦也遇到了同样的尴尬的境地。爱因斯坦提出广义相对论时，在整个广义相对论的理论有一个描述宇宙的方程，也被称为广义相对论的引力场方程。 爱因斯坦在一开始推导出这个方程时，他就发现这个方程预示着宇宙应该是在随着时间膨胀的。而爱因斯坦认为这是不符合他的宇宙观的。于是，他就在这个方程当中加入了一个宇宙学常数，只要这个常数合理取值，宇宙可以处于静态，不随着时间的流逝而变化。 物理学史最伟大的两位科学家都认为： 宇宙是静态的 。那是不是意味着这就是事实呢？ 答案显然是否定的，在爱因斯坦提出广义相对论没多久，他就惨遭打脸，这也就意味着宇宙应该是动态的，宇宙应该是有终局的，那具体是咋回事呢？ 宇宙是动态的！ 在爱因斯坦认为宇宙是静止的时，一些学者就提出了他们的不同观点，比如：弗里德曼，勒梅特，他们认为爱因斯坦这么做是不科学的。尤其是勒梅特，他认为宇宙应该是随着时间的流逝而膨胀的，并且根据这个进行倒推，宇宙应该是诞生于一个炙热的起点。 不过，勒梅特只是在理论上对此进行阐述，到底是爱因斯坦还是他对了还很难说，毕竟科学理论是需要实证的。勒梅特发表论文后第二年，有一位天文学家哈勃发表了一篇震撼整个天文学界的论文。哈勃一直在观测银河系的天体，他就发现，银河系外的星系都在离我们远去。那这能说明什么呢？ 要知道，如果是星系自己在动，那应该有的星系在向我们靠近，有的在远去，而不是都在向我们远去。这只能说明一点，那就是空间整体在膨胀，所以星系才会都在离我们远去，就好比我们吹大一个气球一样，星系就好比气球表面的小点，当气球变大时，小点之间的距离也在拉大。 通过哈勃的观测结果，我们就可以知道， 爱因斯坦这次真的错了，宇宙是在随着时间的流逝而膨胀 。据说爱因斯坦也曾经说 给广义相对论场方程加宇宙学常数是他一生中犯过最大的错误。 既然宇宙会随着时间的流逝而发生改变，那宇宙的终局应该是什么样呢？ 宇宙的终局 在哈勃的观测之后，科学家就基于爱因斯坦宇宙学方程，哈勃的观测结果等科学家的研究成果，建立起了标准宇宙模型。这个模型可以描述宇宙的演化。后来，标准宇宙模型后来不断发展，科学家发现宇宙中还存在着两种我们看不到的物质，一个叫做暗物质，一个叫做暗能量。其中暗物质起到的是引力的作用，而暗能量起到的是斥力的作用。物质之间的比例其实就会影响到宇宙的未来。 但是由于我们无法直接观测暗物质和暗能量，因此我们还可以根据标准宇宙模型进行推导，就得到一个结论： 影响宇宙未来的演化主要取决于物质密度 。 如果宇宙的密度高于临界密度，宇宙就会向中心挤压，宇宙就会热死亡。在整个条件下，宇宙的终局对应了三个结果，一个就是大挤压，宇宙空间收缩成一个奇点，如果那个时候还有生物，那么这些生物大概率就是被热死或者压死。 有的科学家还认为，这个挤压的力非常大，可能还会触发大爆炸，这种终局叫做 大反弹 。基于这样的认知，有的科学家甚至提出， 宇宙可能就是在“大爆炸-大挤压”的循环往复中演化 。 如果平均密度小于或者等于临界密度，那宇宙对应的就是冷死亡。在这种情况下，宇宙就会一直膨胀下去，最终宇宙的原子结构都会被拉扯开，物质都无法构成，这也被称为 大撕裂 。 在冷死亡的这结局中，还有一种是基于熵增定律推导出来的，这个终局叫做 热寂说 。说的是宇宙最终处处温度相等，不再有热传递，也就没有信息传递，宇宙像一潭死水，陷入一片死寂。 那宇宙的终局是这五种结局中的哪种呢？ 目前我们测到的宇宙密度大概是小于或者接近于临界密度，也就是说，按照目前的宇宙物质密度情况，宇宙的终局应该是对应着冷死亡的那2种。不过，这里要说明一点，宇宙的平均密度是动态变化的，这个参数会发生什么变化还很难说。 答：人类目前对宇宙的认知很有限，无法准确预言宇宙的未来。目前解释宇宙起源和演化最好的理论，就是宇宙大爆炸理论，根据该理论的宇宙模型，我们宇宙可能有三种结局。 无限膨胀后的热寂 根据宇宙大爆炸理论，在130多亿年前，我们宇宙诞生于一次暴涨，宇宙从一个半径无穷小的奇点，膨胀成现今的宇宙，甚至在可观测宇宙外的光线，还没有足够时间到达地球。 根据当前的天文观测数据，科学家发现宇宙正以67.8(km/s)/Mpc的速度膨胀，而且处于加速膨胀过程中，如果宇宙一直膨胀下去，最后星系与星系之间的退行速度也会超过光速。 到那时候，宇宙将进入热寂状态，氢元素被消耗殆尽，所有恒星都将熄灭，一切星系崩溃瓦解，宇宙的熵达到最大，人类也不复存在。 宇宙大塌缩 目前天文学关于宇宙膨胀的原因，解释为暗能量的作用；宇宙又会因为万有引力作用， 导致物质聚集在一起，所以宇宙质量和能量的作用是相反的。 宇宙最终会趋于无限膨胀，还是膨胀到一个点后又塌缩，取决于宇宙质量和暗能量到底谁起主导作用，如果质量起主导作用，那么宇宙终有一天会转化为大塌缩，最后回到宇宙大爆炸初的状态。 临界值 如果宇宙质量和暗能量的作用相当，那么宇宙的膨胀速度会越来越慢，并无限趋近于零，但不会塌缩，这时候就处于临界值。 不过临界值的状态是不稳定的，就像倒立的针一样，稍受扰动就会打破平衡。 现在暗能量还是天文学的一大谜团，宇宙最终会是什么状态，当前天文学无法精确预言。 爱因斯坦说过，宇宙很可能是一直处于毁灭和创生的过程。 早期的宇宙是由一个密度无穷大，体积无限小奇点爆炸而来，这是早期推论，现如今，通过宇宙微波背景辐射和宇宙红移现象，至少可以确定，宇宙曾经确实发生过大爆炸。 现如今，宇宙直径推测可达到920亿光年，这是膨胀宇宙的直径，现在的宇宙，各大型星系之间大部分都在互相远离。 但是根据研究表明，宇宙膨胀的速度在下降，相比于爆炸初期以光速膨胀的速度比较，现在可以说是蜗牛般了。也就是说，宇宙不可能一直无限膨胀下去。 月球围绕地球参与运作，地球围绕太阳参与运作，而太阳系围绕银河系参与运作，银河系所有物质围绕中心黑洞人马座A运动。整个银河系又是属于本超星系团的一部分。 那么，是什么力量让物质有如此规律呢？就是万有引力，大引力点主导运动。太阳系以太阳大引力点为中心，而整个银河系小星系以中心引力强悍的黑洞为中心。 漩涡形态的运动向星系中心黑洞靠近，研究同样表明，每个大型星系中心几乎都有大型黑洞的存在，并且星系内物质都有向其靠近的运动趋势。 随着宇宙膨胀停止，收缩也开始了，首先就是黑洞吞噬一切物质，形成以黑洞为主导的宇宙，同时，各黑洞之间在引力作用下相互靠近形成黑洞星系，再融合成更大黑洞。随着不断整合，宇宙所有物质再次向奇点压缩，在压力达到某个极点时，再次爆炸，新宇宙诞生。 这就是宇宙的的毁灭于创生，周而复始。
宇宙的最终的命运是什么？
关于宇宙的最终命运，我们要从宇宙的整体去思考，要知道宇宙包含了时间、空间、物质、能量等等。按照目前主流的观点，宇宙诞生于一次大爆炸。 大爆炸之初，宇宙处于极其高温的状态，后来逐渐出现了物质粒子，也就是说我们熟悉的夸克，电子等轻子，然后是质子，中子等重子。到了宇宙38万岁的时候，宇宙冷却到可以形成原子结构。不过，这里要强调一点，那就是宇宙大爆炸的整个过程，包括宇宙早期的发展，宇宙的空间一直都在剧烈的膨胀。尤其是在暴胀时期，如果我们把宇宙看成是一粒沙子，它大概膨胀到了可观测宇宙那么大（直径930亿光年），然后再把它看成是一粒沙子，再膨胀到可观测光宇宙那么大，一共加倍了100次（2^100），膨胀到了原来的10^30倍。 当物质粒子形成之后，宇宙开始进入到了物质主导的时代，物质的引力成为一个非常重要的因素。于是，宇宙的膨胀速度在引力的作用下开始变慢，呈现出了减速膨胀的效果。（补充一点，这里的引力，不仅仅是我们可观测物质的引力，实际上暗物质贡献得更多。） 但实际上，宇宙当中还存在着一种我们观测不到的东西，我们管这个叫做暗能量。我们可以把它理解成真空能（实际上，这也是暗能量的另外一个名字）。从这个名字，我们大概也能清楚暗能量和真空有关，而它对宇宙的作用效果是和引力正好相反，是一种斥力。 起初，由于宇宙空间太小，暗能量并不占据主导，而引力是主导，所以宇宙开减速膨胀。后来，在距今45亿年前，宇宙膨胀到一定的程度，暗能量开始占据了主导。于是，斥力大于引力，宇宙开始加速膨胀。 当然，这确实是有观测证据作为支撑的，1998年两个科学小组分别独立观测了Ia型超新星，得到了宇宙正在加速膨胀的结果，并且在2011年获得了诺贝尔物理学奖。 所以，从这里，我们可以得出一个结论，宇宙的未来大概率是和引力、斥力有关。本质上是物质和暗物质的总量与暗能量相比较，谁更多。目前来看，暗能量是妥妥的老大，因此才会有加速膨胀的结果。 不过这个比例并不是固定不变的，它会如何变化，可能还需要科学家进一步对暗物质和暗能量进行研究才能搞清楚。那我们如何知道宇宙的未来呢？ 实际上，这里就要用到一个宇宙平均密度的理论，根据最新的观测结果，我们可以得到宇宙在大尺度上是不弯曲的，是平坦的，也就是下图中第二种情况。 于是，我们就可以得到一个宇宙的密度公式，当一个以物质为主的宇宙几乎不膨胀或者膨胀速度微乎其微时，这个公式得到的宇宙临界密度，数值是0.9*10^(-29)g/cm^3，这相当于一立方米当中只有一个氢原子的水平。 宇宙的终极命运 我们把测得的宇宙平局密度和这个临界密度做一个比值，这个比值用符号Ω。于是，就可以得到这么两个结果： 如果Ω>1，那么宇宙就终局就极有可能是大挤压，说白了就是引力占据了主导，宇宙先是减速膨胀，到膨胀速度为零，然后开始加速收缩。 当然也有人认为，由于大挤压的能量特别大，足以促发宇宙第二次大爆炸，于是提出了大反弹假说。有了大反弹假说，我们也就很容易想到，是不是宇宙就是在循环往复的，膨胀，收缩，大爆炸，膨胀，收缩这样循环，周期性永动。 但是在这种情况下，至少在我们如今的宇宙，如果到那时还存在生物的话，都会在大挤压的过程中，其实就是一个急剧升温的过程，这些生物要么被热死，要么被烫死，最后被挤成一个点。 如果Ω≤1，那宇宙的结局就是大撕裂，说白了就是斥力为主导，宇宙肆意地膨胀下去，最后星系都被撕裂了，然后是恒星，行星，最后分子，原子，原子核…… 这种情况是正好与大挤压相反的，是一种冷死亡的过程，意味着温度会一直下降下去。除了大撕裂，根据热力学第二定律，也就是熵增定律，还提出了热寂说。这个热寂说也是在宇宙膨胀为主导的情况下成立的。具体来说就是，宇宙如果继续下去，终局很可能是出于热平衡状态，意思是宇宙中处处温度都是一样的高地，那么也就不会存在热传递，也就没有信息传递，宇宙陷入一片死寂。 具体是哪一款，我们现在还没有办法确定，按照目前的观测结果是Ω≤1的情况，也就是大撕裂和热寂的这款。但实际上这仅仅是目前的观测和理论得到的结果，大概率上说，我们可能需要更多的数据以及对暗物质和能量能有更深入的了解，才有可能对宇宙的终局哟更深刻的理解。