10年前,天文學家在利用哈勃空間望遠鏡觀測遙遠的超新星時發現,宇宙不僅在膨脹,而且在50億~60億光年之外,膨脹是加速的。那么是什么力量引起宇宙加速膨脹呢?今天,最好的答案也許是被稱為“暗能量”的宇宙斥力。
雖然暗能量的發現震驚了科學界,但科學界對于暗能量的本質并不清楚,只知道這是一種起斥力作用的能量,而且它通過某種方式內含于空間本身之中,就好比糕點上糖霜的顏色含于糖霜之中一樣??茖W家認為正是暗能量導致宇宙加速膨脹。
很多天文學家相信,假如以后不出現別的因素阻止宇宙加速膨脹的話,宇宙將不得不面對暗淡的未來。美國天文學家施滕·奧登瓦爾德為大家描繪了加速膨脹的宇宙可能會經歷的幾個時期。
恒星時期
從第一批恒星誕生(100多億年前)開始一直到現在,這段時期被叫做恒星時期。恒星時期是宇宙的光明時期,恒星照亮了宇宙,也使宇宙充滿了生機。在這個時期,恒星不斷地從大爆炸后形成的氫、氦氣體中生成,在一批恒星死亡后,新的恒星又從它的殘骸中誕生,“鳳凰涅,浴火重生”。
恒星時期是宇宙最輝煌的時期,作為太陽系的“公民”,我們來看看太陽系在這一時期內發生的變化。
擁有漂亮光環的土星可算是太陽系中最美麗的一顆行星了,可是1億年之后土星的光環將會消失。
我們居住的地球,6億年之后的溫度將升高到80℃。更為可怕的是,10億年之后地球將失去海洋,并恢復到它以前的無生命狀態。20億年之后,地球的溫度將達到130℃,同時月球也不再對穩定地球自轉軸起作用,混亂的局面將會出現。由于太陽系內引力平衡的變化,3 5億年后地球與金星會成為雙行星。48億年之后,由于太陽的變化,地球的溫度將升高至1330℃!這時的太陽也將走完它的壯年時期,開始變為一顆紅巨星,體積劇烈膨脹的太陽將會吞沒掉金星和地球——這將發生在太陽變為紅巨星后的26.8億年。
在太陽系變化的同時,銀河系也將發生巨大的變化?,F在,天文學家已經觀測到銀河系與仙女座星系正在相互靠近,天文學家們計算出這兩大星系最終會發生碰撞,合并成一個更大的星系,這將在30億年之后發生。
簡并時期
正常的恒星是依靠熱核反應發光的,而一旦宇宙中的氫元素被消耗殆盡就不可能再誕生新的恒星。
事實上,恒星的形成還要求氫分子云必須達到一定的密度和壓強。因此,遠在宇宙中的氫元素被消耗完之前很久,新的恒星就已經停止形成了,這意味著恒星時期即將結束。此后,充斥宇宙的將是白矮星、中子星、黑洞等恒星殘骸和一部分褐矮星。白矮星、中子星都是由超密態物質組成,物理學家稱那樣的超密態為簡并態,因此,這個在恒星時期結束以后到來的新時期就被稱為簡并時期。
黑洞時期
對于宇宙來說,更致命的是在簡并時期快結束的時候,大約也就是在1034年之后,所有以碳為基礎的生命形式都滅絕了。而這時的黑洞——這個當簡并時期結束后宇宙中僅剩的最后天體——靠著強大的引力吞噬掉它沿途所遇到的一切物質。在1035~1040年間,質子和中子可能會發生衰變;而黑洞,這個宇宙中的“魔王”最終也逃脫不了死亡的命運——大約在1065年后,恒星級黑洞蒸發。黑洞的質量越大,蒸發越慢:一個與銀河系質量相當的黑洞完全蒸發需要10100年。
黑暗時期
等所有的黑洞都蒸發完之后,宇宙就進入到它最后的一個時期——黑暗時期。此時,宇宙中不再有任何天體,除了能量之外只剩下了一些光子、中秘子、電子和正電子在空間自由穿梭。偶爾,電子與正電子會相遇而變成光子,使黑暗的宇宙中出現一絲微弱的閃光。
宇宙進入黑暗時期也仍然擺脫不了繼續加速膨脹的命運。在一個以暗能量為主導的宇宙之中,是沒有什么力量能阻止宇宙加速膨脹的。
在遙不可知的未來,宇宙可能會繼續膨脹下去而真正地“四大皆空”。這是宇宙的末日,還是走向新生之時呢?