自137亿年以来宇宙正在膨胀 未来将收缩再一次爆炸
作者:eric 时间:2023-08-20
导读:懂一点儿天文学知识的人都知道,现在我们的宇宙正在膨胀中,也可以说,自从宇宙形成的137亿年以来,它就一直在膨胀,我们之所以知道宇宙在膨胀,是因为天文学家们通过天文观测看到了目前的宇宙的确在膨胀中,比如天体和星系的红移现象,最初是由天文学家哈勃发现的。他发现宇宙中太阳系之外的几乎所有的天体都好像在远离我们,越远的天体和星系,其红移现象就越严重,距离我们越远的天体向外跑的越快,他由此推论宇宙正在膨胀中,因为只有宇宙膨胀说能解释这种现象,而且膨胀的速度极快,快到宇宙间所有的一切天体都在拉开距离。而通过对这种现
懂一点儿天文学知识的人都知道,现在我们的宇宙正在膨胀中,也可以说,自从宇宙形成的137亿年以来,它就一直在膨胀,我们之所以知道宇宙在膨胀,是因为天文学家们通过天文观测看到了目前的宇宙的确在膨胀中,比如天体和星系的红移现象,最初是由天文学家哈勃发现的。他发现宇宙中太阳系之外的几乎所有的天体都好像在远离我们,越远的天体和星系,其红移现象就越严重,距离我们越远的天体向外跑的越快,他由此推论宇宙正在膨胀中,因为只有宇宙膨胀说能解释这种现象,而且膨胀的速度极快,快到宇宙间所有的一切天体都在拉开距离。而通过对这种现象的反推,他又认为宇宙很可能起源于一点,一切正是从这一点上开始膨胀的,于是产生了宇宙大爆炸学说。之后的天文观测也在其他一些方面不断地证实着这种学说。
宇宙从大爆炸到现在已经过去了137亿年左右,但是现在的宇宙仍在膨胀中,这是因为大爆炸时产生的向外推的能量仍在控制着这个宇宙,这种能量看不见,但它产生的力量却作用于每一个星系和天体上,科学家将其称为暗能量,并且认为暗能量将决定宇宙的结局,多数科学家认为暗能量终将把宇宙吹的土崩瓦解。
为什么这么说呢?我们可以这样打个比方,就比如去点燃一个爆竹,它产生的爆炸会把爆竹炸成一团碎末,而我们的宇宙之所以还在膨胀,就好比现在的宇宙正处于爆竹爆炸的过程中,爆炸产生的能量仍在强力地将烟雾和碎末向外推,所以身在其中会感觉一切都是在膨胀的,但是爆竹爆炸的过程又告诉我们,爆炸的过程终会结束,不会无限广远,爆炸产生的能量也终将散去,不会无穷无尽,最终一切都将恢复平静,用这一过程来看宇宙大爆炸和之后的膨胀,就可以得出一个结论,就是宇宙不会无限地膨胀下去,即便经历了137亿年的时光也是如此,也许它还有几百上千亿年的膨胀时光,但一切都不会无限广远,当其膨胀的某一个节点上时,宇宙将会发生根本性的变化。
这个节点很可能发生在当暗能量膨胀到不再向外推动宇宙扩张的时候,我们可以这样想象一下,就是我们在给气球吹气的时候,不断的吹,它就会不停的胀大,而当我们不再吹气的时候,它就不再胀大,而如果里面的气体放出一些,那么他也会缩小,所以当宇宙不再膨胀的时候,最可能会发生什么呢?就是反方向的收缩了,这是由于如果我们的宇宙之外还有别的宇宙,那么我们的宇宙的扩张将会挤压别的宇宙的空间,在我们的宇宙暗能量十分强大的时候,它的膨胀可以继续,当它的力量减弱下来,不足以再向外扩张的时候,那么宇宙外部空间的力量就会反推过来,进而造成我们所在的宇宙的收缩。
而在收缩的过程中,黑洞很可能将统治这个宇宙,因为届时宇宙的发展趋势将更有利于黑洞的形成和兼并,最终宇宙很可能将统一成一个超级大黑洞,但是在形成的同时可能会打破黑洞内部的平衡,接着在这黑洞的奇点处再来一次爆炸,开始宇宙又一次的轮回。
所以,小编认为从现在的天文学理论推理来看,宇宙并不会无限地膨胀下去,收缩是很可能出现的。但是也有科学家提出了这样一种观点,就是当宇宙膨胀到一定限度的时候,物质间所具有的凝聚力将会消失,并且物质微观层面中的原子和电子将失去引力,如果这种情况出现的话,那么宇宙中的整个物质世界将会土崩瓦解,宇宙中所有的一切都将消失在自己的空间中,成为不具备引力和斥力的基本粒子,甚至连基本粒子也无法形成,因为没有任何力量能使物质凝聚起来,所以所有的一切都将消失的无影无踪,好像宇宙中啥也没有一样。
在半人马座星系团的中心,有一个被称为NGC 4696的大型椭圆星系。更深处还有一个超大质量黑洞埋藏在这个星系的核心之内。
来自NASA的钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)和其他望远镜的新数据揭示了这个巨大黑洞的细节,它距离地球1.45亿光年。虽然黑洞本身并未被发现,但是天文学家正在研究它对其寄居的星系以及周围更大的星系团的影响。
在某些方面,这个黑洞类似于一颗跳动的心脏,通过动脉将血液向外泵入身体。同样,黑洞可以将物质和能量注入其宿主星系乃至更远的地方。
通过研究钱德拉X射线数据的详细信息,科学家们发现了NGC 4696中心超大质量黑洞产生的喷流中有高能粒子反复暴发的证据。这些暴发在充满星系团中星系际空间的热气体中产生了大量空腔。暴发也会产生激波,类似于高速飞机产生的音爆。这些激波在星系团中传播了数万光年。
这种复合图像包含了来自钱德拉的X射线数据(红色),其显示了星系团中的热气体,以及来自美国国家科学基金会的Karl G.Jansky甚大阵的射电数据(蓝色),显示了黑洞喷流产生的高能粒子。哈勃太空望远镜的可见光数据(绿色)显示了星系团中的星系,以及星系团外的星系和恒星。
天文学家对X射线数据进行了特殊处理,以标明在热气体中可见的九个空腔。这些空腔在另外的的图像中被标记为A到I,黑洞的位置用十字标记。最近形成的空腔最靠近黑洞,被特别标记为A和B。
研究人员估计,黑洞的这些暴发(或者说 跳动 )每五百万到一千万年出现一次。除了截然不同的时间尺度之外,这些跳动也不同于典型的人类心跳,它不会以特别规律的间隔发生。
X射线数据的另一种处理方法显示了热气体中的一系列弯曲的、大致等间隔分布的特征。这些可能是由黑洞重复暴发产生的声波造成的。在一个星系团中,填充星系团的热气体使产生的声波得以传播(尽管频率远低于人耳所能探测的)。
半人马座星系团
半人马座星系团中的特征类似于在英仙座星系团中看到的涟漪。半人马座的音调极其低沉,这个音调对应于比中央C(261.626 Hz)附近低大约56个8度的不和谐音;相对于英仙座来说略高(大约八度)。对这些弯曲特征的其他解释包括湍流或磁场的影响。
黑洞暴发似乎也提升了在超新星暴发中产生的元素富集气体的量。关于半人马座星系团的这项研究的作者者创建了一个地图,显示出了比氢和氦更重的元素的密度。地图中更亮的颜色显示了重元素密度最高的区域,较暗的颜色显示了重元素密度较低的区域。因此,重元素密度最高的区域位于黑洞的右方。黑洞附近的重元素密度较低,这与通过黑洞相关的活动将元素富集气体排出星系团中心的结论相一致。黑洞产生的能量也能够阻碍大量热气体冷却。同时这也阻碍了大量的恒星在气体中形成。
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