第七章 宇宙的結局 大爆炸后187億年向前
宇宙的最終命運是什么?現在還很難在一系列可能性中給出選擇,但是答案必定依賴于宇宙中兩個博弈量的相對強度——引力和使宇宙加速的力(稱為“宇宙常數”)。我們先來看看引力獲勝時宇宙的未來如何。膨脹將趨于停止,然后逆轉過
來。我們不會再看到星系遠離我們、光譜紅移,相反,它們將靠近我們,我們會觀測到藍移的光譜。宇宙的溫度會上升,星系團之間的碰撞也將更加頻繁。
夜空開始變亮,最終整個宇宙將在“大坍縮”(Big Crunch)中走向終結,就像是大爆炸反過來一樣。
那時會發(fā)生什么?也許宇宙會重新縮成一團,以至坍縮成為下一輪大爆炸的開端,如此反復以至無窮。我們曾不得不假設宇宙有一個創(chuàng)生時刻,時間從那時開端,而這種宇宙的大輪回可以讓我們從這個假設中解脫出來,在某種程度上,這一想法令人欣慰。
不幸的是,現在的理論認為“大坍縮”永遠也不會發(fā)生。原因很簡單,宇宙中的物質實在太少(即便把暗物質包括在內),不足以使膨脹逆轉。引力還不夠強大,而其博弈者——宇宙常數——的存在,只會把事情弄得更糟,看來宇宙將永遠膨脹下去,而且膨脹得越來越快。接下來將發(fā)生什么,取決于“宇宙常數”的大小,但它真的是個常數嗎?至今我們還沒有證據來給出定論。目前,我們對它的所知僅限于知道它的斥力作用是恒定的,因此讓我們暫且作此假設,并且看看將要發(fā)生些什么。
永不停息的膨脹
在我們的太陽冷卻、死亡很長時間之后,宇宙中許多其他恒星光彩依舊,此時星系團之間的距離正不斷增大。一般認為,在星系團內,成員星系之間的距離相對較小,引力仍然起著支配作用,足以把它們約束在一起。但是,各個星系團之間的距離極遠,宇宙常數導致的斥力會使得團與團之間的距離不停地增加。站在不同的星系中互望,對方都將變得暗淡異常,甚至在星系團內部,情況也在發(fā)生變化。隨著時間流逝,光芒燦爛的恒星將在爆發(fā)中走向死亡,只留下暗淡的遺跡,同時黑洞的數目也將增加??晒┬纬尚潞阈堑奈镔|越來越少,星系的亮度在經歷最初的平緩下降后,開始加速下降,步入黑暗。
大約在1013年后,恒星停止輻射,所有的核能都消耗一空。引力效應持續(xù)起作用,黑矮星之間的近距離交會事件連綿不絕。一顆圍繞著星系中心旋轉的恒星將由于輻射引力波而損失能量,與其他許多恒星一道,慢慢向星系中心的黑洞靠近,最終結果就是形成一個超大質量黑洞。同樣的基本規(guī)律或許也可以應用到超星系團的成員星系團上,例如由本星系群和室女座星系團組成的超星系團中,所有的物質正在向中心集中。