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宇宙坍縮是指宇宙演化的后期，由于引力的作用，宇宙的尺度不斷縮小，最終形成一種高度密集的狀態(tài)，類似于黑洞的奇點(diǎn)。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，引力是一種時(shí)空彎曲的效應(yīng)，當(dāng)物質(zhì)的質(zhì)量聚集到一定程度時(shí)，就會(huì)形成引力的奇點(diǎn)，導(dǎo)致周圍的物質(zhì)向中心聚集，最終形成黑洞。 宇宙坍縮與宇宙暴脹理論相悖，宇宙暴脹理論認(rèn)為，宇宙在早期經(jīng)歷了一個(gè)快速的膨脹階段，導(dǎo)致宇宙的尺度不斷擴(kuò)大。如果宇宙真的在后期發(fā)生坍縮，那么這將意味著宇宙的演化將進(jìn)入一個(gè)新的階段，可能會(huì)影響我們對(duì)宇宙的理解和認(rèn)識(shí)。 需要注意的是，宇宙坍縮目前還只是一種理論，尚未被觀測(cè)證實(shí)。科學(xué)家仍在不斷地觀測(cè)和研究宇宙的演化過程，以更好地理解宇宙的本質(zhì)和命運(yùn)。
基本信息
| 中文名 | 宇宙坍縮 |
| 外文名 | The collapse of the universe |
| 別名 | 宇宙崩潰 |
開放宇宙
平衡宇宙
宇宙大爆炸后膨脹，膨脹的擴(kuò)張力和萬有引力大約相等，所以膨脹會(huì)越來越慢，最后以極其緩慢的速度膨脹下去。
閉合宇宙
宇宙大爆炸后膨脹，膨脹的擴(kuò)張力無法與萬有引力抗衡，所以到達(dá)一定程度暴脹就趨于停止，從而開始與暴脹相反的坍縮。坍縮到最后，宇宙發(fā)生大擠壓。
科學(xué)研究
關(guān)于宇宙未來的命運(yùn)如何，是科學(xué)家一直研究的方向之一，當(dāng)前較為主流的宇宙模型認(rèn)為宇宙處于加速膨脹過程中，但是如果無限膨脹下去，自然要面臨熵寂，由此就演化出了大凍結(jié)之類的宇宙演化論，此時(shí)的宇宙已經(jīng)處于極為無序度的狀態(tài)，也就沒有了生機(jī)。一些物理學(xué)家早就預(yù)言，宇宙也許有一天將坍縮，這是一種屬于閉合宇宙論的觀點(diǎn)，也就說是宇宙在經(jīng)歷加速膨脹后重新由引力主導(dǎo)，由此產(chǎn)生的結(jié)果就是大擠壓，所有的宇宙物質(zhì)都被壓縮在一個(gè)“小硬球”里，即普朗克尺度。
那么這個(gè)理論是否有一些研究依據(jù)呢？來自南丹麥大學(xué)的物理學(xué)家通過最新的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，宇宙存在這樣的結(jié)局，而且其發(fā)生的概率還比我們之前認(rèn)為的還大。物理學(xué)家此前預(yù)言過類似的宇宙宿命論，認(rèn)為將在十億年后發(fā)生坍縮、也許就在明天，顯然該理論的指向是宇宙將會(huì)出現(xiàn)坍縮，加速膨脹改變不了宇宙的命運(yùn)，似乎宇宙從哪里來就應(yīng)該到哪里去，當(dāng)前宇宙內(nèi)的所有物質(zhì)都將被“擠壓”進(jìn)入普朗克尺度的空間內(nèi)，比如跨度達(dá)10萬光年的銀河系、本地星系群、千億個(gè)宇宙總星系等等將面臨災(zāi)難性的后果，我們現(xiàn)在所知的宇宙將不復(fù)存在。
這一極為恐怖過程被科學(xué)家稱為相變，這就像把水加熱后變成了蒸汽，從液態(tài)變成了氣態(tài)，或者讓磁鐵失去磁性，從“泡沫”宇宙的角度看，如果某個(gè)“泡沫”宇宙中的希格斯場(chǎng)與希格斯粒子的相關(guān)性比值與其余宇宙不符，那么相變就會(huì)發(fā)生，當(dāng)“泡沫”宇宙足夠大的時(shí)候，就會(huì)以光速向四周膨脹，那么該宇宙中的所有粒子就會(huì)賦予更大的質(zhì)量，其機(jī)制與當(dāng)今宇宙萬物質(zhì)量之源的開端類似，其結(jié)果導(dǎo)致了這個(gè)“泡沫”宇宙中形成了超大的質(zhì)量中心。
這個(gè)理論的關(guān)鍵點(diǎn)在于處于一個(gè)相變的“突變點(diǎn)”，就如同癌細(xì)胞那樣在宇宙中蔓延和擴(kuò)散，最終導(dǎo)致整個(gè)宇宙進(jìn)入坍縮，這就是為什么有些物理學(xué)家稱宇宙或許在明天就坍縮的原因，因?yàn)槲覀儾⒉恢肋@個(gè)“突變點(diǎn)”到底存不存在，如果出現(xiàn)了，那么它已經(jīng)擴(kuò)散到了哪里，也許在10億年后，也許就在明天。
研究過程中，丹麥南方大學(xué)的科學(xué)家分析了有關(guān)相變預(yù)測(cè)的3個(gè)數(shù)學(xué)方程式。分析結(jié)果顯示這些方程式可以整合在一起，彼此之間發(fā)生交互作用。雖然新計(jì)算結(jié)果顯示宇宙發(fā)生崩塌的風(fēng)險(xiǎn)超出此前預(yù)計(jì)，但還有一種可能性，即這種現(xiàn)象永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)。這種相變發(fā)生的前提是宇宙由我們知道的基本粒子構(gòu)成，包括希格斯粒子。如果宇宙內(nèi)存在未被我們發(fā)現(xiàn)的粒子，有關(guān)相變預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)便不復(fù)存在。
參考資料
[1]
科學(xué)家稱宇宙崩塌風(fēng)險(xiǎn)升高：或已開始 · 新浪科技[引用日期2014-01-12]
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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