所有剩下的物質,除中子星和白矮星之外,均將變為鐵。較輕的元素通過核聚變,較重的元素則通過射線衰變。在“常規的”時間尺度下,原子核僅在周期表盡頭處的元素範圍內轉換。要變到鐵的話,則這個過程必須延續10500年!
即使一顆白矮星曆經多少億年冷透之後,這個死亡的殘骸也不是能永久保留下去的。美國物理學家弗裏曼?J戴森認為,每一顆變冷的白矮星均將通過一個自發的崩陷在某個時候收縮成一顆中子星。他估計這樣一個過程所需的平均時間間隔為1077年。對此,人們完全可以放心地把這個數字看成為:“永恒”。但即使是中子星也不能比這樣的“永恒”更長命,它們將萎縮成黑洞並消失。開放式宇宙的結局是一個無窮盡的“虛無”。
宇宙是否走向這個命運安排的結局或者宇宙是否封閉,取決於尚不清楚的“暗物質”。盡管人們對中微子的希望逐漸減小,但還是有可能存在著尚不知道的具有質量的其他東西。假定密度實際上較大,比如兩倍於防界值(在臨界值上開放與封閉的角逐難分勝負),3麼膨脹還將延續500億年。此時宇宙達到它的最大尺寸,其半徑約為400億光年。
現在,宇宙開始收縮,最初速度很慢,難以察覺,然後逐漸加快。在足足1200億年後,宇宙將收縮成為一個點。在最終爆炸時會發生什麼現象,科學界對此保持緘默,隨著宇宙臨近最後時刻一就像在最初時刻一樣一物理學家不得不從他們向來可靠的知識領地上退守下來。爆炸後的宇宙是什麼一“虛無”嗎?下一個宇宙?這個宇宙的曆史與前一個類似?也許完全一樣?幻想在這裏可以自由發揮,但到底如何,則誰也無法預料。
有關宇宙崩潰的研究
科學家們認為,雖然宇宙仍在不斷地膨脹,而且膨脹速度在不斷加快,但是它仍然會在達到目前年齡兩倍的時候崩潰。斯坦福大學的安德烈?林第(Andrei Linde)說:“幾年前,沒有人會認為世界末日會在今後100億?
200億年間到來,特另是自從我們知道宇宙正在膨脹加速以後。但現在我們發現,宇宙崩潰是絕對有可能的。”
1998年,天文學家們從遙遠的超新星爆炸發現了宇宙膨脹正在加速的證據。這暗示著有某種“黑暗能量”正在推動宇宙的分裂。有關研究“黑暗能量”的大多數理論都認為,宇宙的加速膨脹是因為正好有一個與宇宙規模相當的斥力場正好通過宇宙,使宇宙加速膨脹。而在宇宙大爆炸結束後所發生的“暴脹”也是起因於類似的能量場。林第因這項理論而獲得了狄拉克獎章。
科學家們曾假設,當宇宙膨脹的同時,這種場的相互排斥力會降低,最終降到零。盡管這會使宇宙膨脹的速度放慢,但宇宙實際上永遠都不會停止膨脹。但是林第表示,這種假設是錯誤的。他與同僚巳經證明,根據一些超引力理論,這種來自量場的“黑暗能量”將不隻會使膨脹速度降到零那麼簡單,它將會變成負量,甚至可能會變成負的無窮大。這種負的無窮大降低了宇宙膨脹的速度,然後會將宇宙轉成相反的運行狀態,引起宇宙空間和時間的崩潰,最後變成一個點。
林第和他的同事門計算出宇宙開始這種崩潰的大概時間,可能會是100億—200億年之後。宇宙目前的年齡是140億年。林第說:“這太令人驚訝了,我們正生活在宇宙的中年,而不是在它開始的階段。”在崩潰論和膨脹論之間,我們看起來是很難預知宇宙的命運了。但林第表示,通過對超新星的觀測以及對宇宙大爆炸後的宇宙背景輻射研究,應該有助於我們解決目前所麵臨的疑惑。林第說:“看清楚未來不是件容易的事情,但還是可能的,我們不應該錯過我們的機會。我們可能改變不了我們的命運,但我]的確應該知道命運5U底是什麼。”
英國劍橋大學的皇家天文學家馬丁?瑞斯在這項理論上持保留而開放的觀點。他認同未來宇宙崩潰是可能的。他說:“因為我們不知道黑暗能量到底是什麼,所以我們不能排除類似的假設,但是對極其遙遠的未來所做的預測都隻能算是一種猜測性的結果。”
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