这个话题中有个非常严肃的话题,宇宙剩下的生命还有多少年?因为解决了这个问题之后才能解决剩下的人类能否坚持到最后的问题。
宇宙寿命有多久?曾经宇宙被认为是永恒和无穷的,但奥伯斯在1823年提出了一个刁钻而又古怪的假设后认为,宇宙应该是非稳态和恒定的,这就是奥伯斯佯谬的来历,尽管奥伯斯只用了一个假设,但他对于宇宙这个尺度上的理解非常到位。
要理解宇宙的大小和未来的命运要到爱因斯坦的广义相对论出来之后才能真正被拿出来讨论。1917年爱因斯坦将广相应用到整个宇宙,开创了广相宇宙学研究,但爱因斯坦发现了宇宙是动态的而非静态,因此加入了一个宇宙常数以修正动态为静态宇宙。
1922年苏联物理学家弗里德曼假设宇宙各向同性从爱因斯坦的广相引力场方程中推导出弗里德曼方程,得出了宇宙在大多数情况下动态的结论。接下来一个重要的事实需要从弗里德曼方程中推导出来:宇宙临界密度!如果宇宙是平坦的,那么这些物质的密度,总和应该等于临界密度:
从弗里德曼方程中推导出的临界密度
其中的H是哈勃常数,G则是引力常数。宇宙的平坦程度代表了宙中的质能密度,根据最新的普朗克卫星和重子声速震荡以及引力透镜的观测,宇宙的不平坦大约只有0.001+-0.006,意思是宇宙在6‰的精度上依然是平坦的,因此宇宙的密度非常接近临界密度,即:(2.77x10^11 h^2) Msun/Mpc^3(现代宇宙学观测测定宇宙质能密度数据)
一个比较有意思的事件是在1998年,物理学家索尔·珀尔马特领导的科研小组和布莱恩·施密特与亚当·里斯领导的科研小组,分别独立通过观测超深空的Ia超新星红移得到的数据发现宇宙正在加速膨胀,他们的这个发现获得了2011年的诺贝尔奖。
两个研究小组发现宇宙大约在45亿年前即开始了暗能量加速膨胀的时代,结合1929年哈勃发现的宇宙膨胀与平坦宇宙的密度与临界密度极度接近,宇宙的未来似乎就已经摆在眼前,当前永恒的膨胀似乎会一直继续下去,一直到撕裂每一个原子为止。
大撕裂时代留给地球的时间有多久?暗能量在数十亿年前就已经掌控了宇宙,未来宇宙的极度扩张似乎不可避免,2003年提出的宇宙终极命运-大撕裂说也登上了舞台,这个说法是遥远未来的膨胀时代,暗能量控制下的斥力将会撕碎从星团到星系再到恒星以及行星与原子和次原子粒,未来宇宙会在有限的时间扩张到无限大。
其实很难计算什么时候会撕裂到地球,但天文学家给出了倒计时过程中各个尺度上会发生的现象,直接表现就是星系将会极度远离,也许在遥远的未来银河系周围将犹如进入了牧夫座空洞,数十亿光年内都不再有其它星系!
倒计时6000万年后银河系将逐渐分离,银心与核球将分解,再也无法维持斥力的撕裂,恒星逐渐远离!
倒计时三个月,太阳的引力也无法束缚住各大行星,最后的三十分钟,行星和卫星也将逐渐分离,而在最后的瞬间,连原子都将被摧毁!
这个节点会在多久以后发生?实在很难预估,保守估计数千亿年吧,接下来考虑下人类能否撑过这个时刻!
人类怎么办?其实人类还真不用担心数千亿年后的事情,因为太阳将在30亿年后就发展成红巨星,那会将会逐渐吞噬水星和金星,地球也许能逃过被吞噬的命运,但高温炙烤的结局无法改变,因此未来的人类第一个将要面对这样一个烂摊子。
如果人类能熬过太阳的红巨星时代,比如搬到了比邻星的行星上,因为它寿命高达数千亿年,因此它非常有可能熬到宇宙的大撕裂时代,到那时宇宙将星团到星系,再到恒星以及行星,一路撕裂,可能人类没有任何方法能阻止这个事件发生,因此最大的可能是人类眼睁睁看着所有物质被撕裂,当然这个物质包括人类自身,因为没有什么力量可以强大的暗能量对抗,当它掌控整个宇宙时就是宇宙的末日,未来用不可能重启宇宙。