看看宇宙的未来会是什么样的? 宇宙的未来
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宇宙的未来(看看宇宙的未来会是什么样子?)
“向前看总是明智的,但要有远见却不容易 。”-温斯顿·丘吉尔
在过去的138亿年里,我们首次从电离质子和中子的海洋中形成了原子核 。随着空之间的冷却和膨胀,我们俘获电子形成中性原子 。然后,气体云(氢气、氦气)在引力作用下收缩,形成了第一批恒星,见证了几代恒星的死亡和重生 。此外,在最大的尺度上,宇宙经历了数千亿个星系的形成,以及数千个星系聚集成星系团、超星系团和细丝结构的过程 。我们知道宇宙过去的故事 。未来呢?让我们穿越到今天的1000亿年,看看未来我们的宇宙是什么样子 。
在星系结构形成,所有尘埃落定之后,我们发现自己身处一个巨大而不起眼的螺旋星系中 。我们的星系是本星系团中的第二大星系,距离最近的大星系团中心超过5000万光年,可观测的宇宙中充满了超过1000亿个大星系,它们距离我们从几百万到几百亿光年不等 。这就是我们所处的宇宙 。
对于我们来说,宇宙的年龄是138亿年,这是一个很长的时间,但事实上,宇宙仍然处于早期阶段,它将一直存在,并在未来不断膨胀 。
以及太阳系和银河系的未来 。
根据我们对恒星演化的了解,太阳应该存在70亿年左右 。也就是说,当它来到1000亿年后的宇宙时,太阳应该早在930亿年前就已经耗尽了其核心中最后的核燃料,经历了红巨星阶段 。最后外层的氢壳会被吹走形成行星状星云,而内核(碳、氧和更重的元素)会收缩成质量和地球差不多但密度是地球10万倍的白矮星残骸!
太阳剩余的白矮星仅靠自身的余热发光,最终失去热量冷却成完全看不见的黑矮星,但这个过程非常缓慢,太阳剩余的核心在1000亿年后依然可见 。我们的地球呢?如果我们的地球有幸在太阳的红巨星阶段存活下来,那么在太阳死亡后它将一直存在,但会成为一颗流浪的信息资源网络星球 。地球上唯一存在的是冰冷、贫瘠、没有生命的岩石 。
到那时,我们的银河系将会变得非常不同 。我们再也看不到巨大的螺旋结构、圆盘和旋臂了,因为40亿年后,不可抗拒的引力将把银河系、仙女座、麦哲伦云以及生活在我们自己星系群里的许多矮卫星星系团聚集在一起,进行大融合,形成更大的星系结构——椭圆星系 。
在合并的最初几十亿年,星系中气体云和恒星的碰撞会导致激烈的恒星形成,两个星系中会出现更多年轻的蓝星 。但这些大质量蓝星不会存在很长时间,大约几十万到几百万年,它们会在超新星爆发中消亡 。在一代代恒星的诞生和消亡过程中,星系中氢的含量会急剧下降 。并不是说没有氢,氢的含量会一直在宇宙中占主导地位,而是剩余气体形成新恒星的速率会远远低于现在的速率,最多是现在恒星形成速率的0.2% 。
1000亿年后的天空空是什么样子的?1000亿年后,我们的本星系群将是一个巨大的、古老的椭圆星系 。星系中恒星的形成是一个非常罕见的信息资源网络,超新星爆发很少见到 。一切都是那么平静,因为黑夜里剩下的星星空都是温度低、质量低、颜色红的矮星 。
相比今天的夜空,也会有很大的变化 。比如恒星的光度会低很多,黑夜中横跨天空空的星系空会变大,形状也和今天的不一样 。我们接收到的大部分会是红光和红外光,而不是我们今天看到的紫外光、可见光和红外光的混合 。
恒星的残余物:白矮星、黑洞和中子星,在这个古老的星系中将比今天的任何其他星系都要多得多 。这些都是比较小的影响 。
最重要的是,今天大量存在的东西,包括我们知道的东西,在1000亿年后,都不会以我们现在能看到的形式存在 。
对于1000亿年内任何一个银河系的观测者来说,当他们向银河系外看的时候,他们看到的宇宙和我们看到的宇宙有很大的不同 。
宇宙中除了他们能看到自己的星系,什么都没有 。我们知道现在的宇宙正在急速膨胀,这是暗能量造成的 。暗能量会驱动宇宙中所有其他星系,所有不受本星系群引力束缚的星系,包括目前可见宇宙之外的星系,都会加速远离我们 。即使是最近的星系,比如室女座的其他星系团,狮子座的星系,甚至是离我们非常近的M81星系团,也会变得看不见,没有留下任何可测量的特征和它之前存在的证据 。
如果1000亿年后人类出生在一个宜居星球上,他们会得出结论,我们的星系是宇宙中唯一的星系 。
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