為什麼宇宙在膨脹 ?

General 更新 2024-12-22

為什麼宇宙在膨脹

大爆炸後的膨脹過程是一種引力和斥力之爭，爆炸產生的動力是一種斥力，它使宇宙中的天體不斷遠離；天體間又存在萬有引力，它會阻止天體遠離，甚至力圖使其互相靠近。引力的大小與天體的質量有關，因而大爆炸後宇宙的最終歸宿是不斷膨脹，還是最終會停止膨脹並反過來收縮變小，這完全取決於宇宙中物質密度的大小。

理論上存在某種臨界密度。如果宇宙中物質的平均密度小於臨界密度，宇宙就會一直膨脹下去，稱為開宇宙；要是物質的平均密度大於臨界密度，膨脹過程遲早會停下來，並隨之出現收縮，稱為閉宇宙。

問題似乎變得很簡單，但實則不然。理論計算得出的臨界密度為5×10－30克/釐米3。但要測定宇宙中物質平均密度就不那麼容易了。星系間存在廣袤的星系間空間，如果把目前所觀測到的全部發光物質的質量平攤到整個宇宙空間，那麼，平均密度就只有2×10－31克/釐米3，遠遠低於上述臨界密度。

然而，種種證據表明，宇宙中還存在著尚未觀測到的所謂的暗物質，其數量可能遠超過可見物質，這給平均密度的測定帶來了很大的不確定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小於臨界密度仍是一個有爭議的問題。不過，就目前來看，開宇宙的可能性大一些。

恆星演化到晚期，會把一部分物質（氣體）拋入星際空間，而這些氣體又可用來形成下一代恆星。這一過程會使氣體越耗越少，以致最後再沒有新的恆星可以形成。1014年後，所有恆星都會失去光輝，宇宙也就變暗。同時，恆星還會因相互作用不斷從星系逸出，星系則因損失能量而收縮，結果使中心部分生成黑洞，並通過吞食經過其附近的恆星而長大。

1017～1018年後，對於一個星系來說只剩下黑洞和一些零星分佈的死亡了的恆星，這時，組成恆星的質子不再穩定。當宇宙到1024歲時，質子開始衰變為光子和各種輕子。1032歲時，這個衰變過程進行完畢，宇宙中只剩下光子、輕子和一些巨大的黑洞。

10100年後，通過蒸發作用，有能量的粒子會從巨大的黑洞中逸出，並最終完全消失，宇宙將歸於一片黑暗。這也許就是開宇宙末日到來時的景象，但它仍然在不斷地、緩慢地膨脹著。

閉宇宙的結局又會怎樣呢？閉宇宙中，膨脹過程結束時間的早晚取決於宇宙平均密度的大小。如果假設平均密度是臨界密度的2倍，那麼根據一種簡單的理論模型，經過400～500億年後，當宇宙半徑擴大到目前的2倍左右時，引力開始佔上風，膨脹即告停止，而接下來宇宙便開始收縮。

以後的情況差不多就像一部宇宙影片放映結束後再倒放一樣，大爆炸後宇宙中所發生的一切重大變化將會反演。收縮幾百億年後，宇宙的平均密度又大致回到目前的狀態，不過，原來星系遠離地球的退行運動將代之以向地球接近的運動。再過幾十億年，宇宙背景輻射會上升到400開，並繼續上升，於是，宇宙變得非常熾熱而又稠密，收縮也越來越快。

在坍縮過程中，星系會彼此併合，恆星間碰撞頻繁。一旦宇宙溫度上升到4000開，電子就從原子中游離出來；溫度達到幾百萬度時，所有中子和質子從原子核中掙脫出來。很快，宇宙進入“大暴縮”階段，一切物質和輻射極其迅速地被吞進一個密度無限高、空間無限小的區域，回覆到大爆炸發生時的狀態

宇宙為什麼在不斷膨脹？

美國航空航天局科學家們通過測算髮現，宇宙中的星系正在以加速度離我們遠去，也就是說，宇宙的確在加速膨脹。他們認為，只有一種現象才能解釋這種“加速”膨脹現象，那就是宇宙中確實存在一種“暗能”，正是它引起了宇宙的這種加速膨脹現象。據此，科學家認為，宇宙膨脹的速度將越來越快，根本不可能發生“大坍縮”現象。劍橋大學天體物理學家安東尼·拉森比教授稱，美國航空航天局的宣告將改變人類的宇宙觀，另一名科學家解釋道：“這就像向空中扔出一個球，如果地球引力是惟一的作用力，這隻球最後將減緩速度，並開始落向地面。可現在我們從宇宙看到的，卻是這隻球不但沒有減緩速度下落，反而以加速度逃離我們。”他認為，美國航空航天局的這項發現或許將成為人類宇宙學史上最重大的發現之一。 ——愛因斯坦“最大的錯誤”原來是正確的宇宙的命運曾困擾過人類歷史上最偉大的科學頭腦。1917年，為使廣義相對論的等式成立，愛因斯坦曾設想宇宙中有一種未知的能量存在，他將其稱為“宇宙常數”，愛因斯坦認為這種名叫“宇宙常數”的能量能抵消星系引力的作用，使宇宙大小保持不變。然而，當後來天文學家通過哈勃望遠鏡，發現了宇宙正在不斷向外膨脹的天文學證據後，愛因斯坦不得不放棄了他的觀點，認為“宇宙常數”是他科學觀點中一個最大的錯誤。不過，NASA的新發現將顯示，愛因斯坦提出的“宇宙常數”觀點完全正確，儘管愛因斯坦認為“宇宙常數”存在的理由是錯誤的。在1998年創下全球天文數字銷售量的科學書籍《時間簡史》中，劍橋大學物理學家斯蒂芬·霍金斷定，宇宙最終將結束膨脹，並向內部坍塌毀滅。該觀點早在1997年就遭到不少科學家的質疑。而NASA的研究資料將徹底結束人類宇宙史上這個最具懸疑的大爭論。霍金教授2月8日在接受採訪時表示，對NASA的發現他並不感到氣餒，他稱將繼續堅持自己的理論，並認為自己的理論和NASA的發現可以相容。 ——地球和人類毀滅的命運不變儘管NASA的發現意味著宇宙將永遠膨脹下去，不過對於人類的命運來說，宇宙無論是永遠膨脹，還是膨脹後“大坍縮”，結果都是一樣的。當宇宙膨脹到一定時期，宇宙中所有普通物質如恆星和行星的能量都將被消耗完畢。在數萬億年後，宇宙中將到處充滿巨大的黑洞，黑洞碰撞後將不斷引發宇宙間的大爆炸，到那時，宇宙中剩下的，將只有無所不在的“暗能”。(木雅)

宇宙為什麼可以膨脹變大注意啦（是宇宙為什麼可以膨脹變大而不是宇宙會膨脹變大） 10分

因為暗物質！！暗物質的密度從來沒又改變過，可是宇宙由於最初的爆炸膨脹，體積變大，所以質量不斷增大，在某一點暗物質的斥力剛好抵消了了宇宙物質的引力，然後宇宙開始加速膨脹，據現在的形象研究表名不同星系的光離我們遠去的速度是不通的，離我們越近的光遠離我們越快，這就說明宇宙膨脹的速度還在加快，暗物質就是一切的元凶，以後其他星系離我們的距離會越來越遠，這意味著找到其他文明的機率在降低，人類要快點了，不然到最後我們只能是宇宙中孤獨的一點。