科学家|宇宙一直在膨胀,表示外面还有空间,那么宇宙外面到底是什么呢?( 二 )


如果除开可见光限制变成全波段电磁辐射段观测 , 那么就是宇宙大爆炸38万年后跑出的第一批光子 , 由于距离遥远 , 宇宙膨胀太快 , 已经红移到到了电磁波段 , 这就是阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在1964年发现的宇宙微波背景辐射 , 这在哪里呢?461亿光年外(请注意这是半径)!
人类可观测极限
微波背景辐射外 , 电磁波已经无能为力 , 但还有一个观测手段 , 中微子!因为中微子是在宇宙大爆炸后1秒钟时退耦的 , 如果我们能捕捉到当时的中微子 , 那么它将携带大爆炸1S时的信息!最后的观测手段是引力波 , 它在宇宙大爆炸第一个普朗克时间后就诞生了 , 所以从理论上来看 , 只要接收到当时的引力波 , 那么宇宙从诞生以来的一切 , 我们都能了解!
从微波背景辐射(可见光观测宇宙)到引力波(可观测宇宙)大约只有4亿光年 , 科学家也在建设更强大的中微子和引力波探测器 , 但当前正在或者未来规划建设的探测器还远远没有到达大爆炸时代 , 也许我们对可观测宇宙做一个了断还需要很久远的时间!
宇宙的外面和无限的宇宙从大爆炸理论来看 , 宇宙没有外面!因为整个宇宙都是大爆炸产生的 , 时空和物质都在宇宙内 , 之外则是混沌 , 所以没有外面!但科学家还是不信邪 , 因此才有了测量宇宙大小的计划 , 从所有的数据来看 , 宇宙是平坦的无限大 , 并没有像我们认为的那样是一个超级膨胀的球体!
斯隆数字巡天和普朗克卫星观测结果显示 , 宇宙有可能在我们看起来平坦的情况下弯曲和闭合 , 因为它实在太大了 , 我们仅仅观测930亿光年根本就看不出宇宙到底是闭合的还是开放的!重子声学振荡提供了一种不同的方法告诉我们 , 宇宙可能大到23万亿光年 , 这比目前人类认为的可观测宇宙要大1500万倍!
宇宙还真可能有外面 , 那么斯隆数字巡天计划能告诉我们外面是什么吗?科学家怀疑 , 除了我们看到的自己的宇宙外 , 还有和多个宇宙和我们的宇宙一样 , 有着相同的物理规律 , 同样的物理结构和形成复杂生命的可能!在这些宇宙之间的存在着指数级的时空泡沫!
这个多元宇宙可能真的无限大 , 至少在我们现在看来它还没有明确的边缘 。
宇宙有外面 , 但它也有未来1998年物理学家根据Ia型超新星观测的结果 , 发现宇宙大约在60亿年前就开始了加速膨胀 , 因此科学家提出了暗能量来解释这个过程 , 这让当年支持宇宙缓慢膨胀甚至大坍缩的科学家措手不及 , 这表示宇宙未来可能在暗能量的主导下 , 一直到最后一颗原子都被撕裂!
宇宙的三种典型结局
实在太可怕了 , 在这样的背景下 , 再不济也是热寂 , 不可能回到大坍缩的这个可能了 , 因为大坍缩背后会矗立着一个循环宇宙的概念 , 也就是大坍缩后又会发生大爆炸 , 重新诞生一个宇宙!所以我们现在所在的宇宙可能是一次性的!
那么怎么样是热寂呢?
宇宙的熵会随着时间的流异而增加 , 由有序向无序 , 当宇宙的熵达到最大值时 , 宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能 , 所有物质温度达到热平衡 。 这种状态称为热寂 , 那么在宇宙中是如何表现的呢?
所有星系的恒星产出逐渐停止 , 最后的红矮星燃料也渐渐耗尽 , 犹如宇宙中的蜡烛一根根熄灭最后一片漆黑 , 之后引力波扰动下行星脱离轨道 , 恒星也脱离了轨道 , 只剩下残骸和超大质量的黑洞 。
最后将到达质子都衰变的时代 , 假如质子真的能衰变的话 , 未来将变成伽马射线和轻子 , 然而黑洞也将蒸发 , 都变成光子和轻子 , 宇宙进入最低能状态!
大撕裂会是结局吗?
因为暗能量的发现 , 宇宙结局变成了大撕裂 , 但这是唯一的结局吗?这取决于暗能量的性质 , 暗能量真的是常数吗?真的会永远永远保持不变吗?还是会增加强度?它会减弱并衰减到零吗?它会反转吗?


推荐阅读