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宇宙生于大爆炸 竟然会死于漫长的打盹

时间:2019-01-27 18:55:15

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宇宙生于大爆炸 竟然会死于漫长的打盹

我们一直在探索宇宙,试图去更深层次的了解这个庞大璀璨的未知世界,但是在人类探索明白之前,宇宙会不会逐渐老去,不复当前呢?

天文学家通过对大约20万个星系的研究,发现我们的宇宙正在缓慢“熄灭”并走向死亡。

一般认为,宇宙产生于140亿年前一次大爆炸中。大爆炸后,分子碰撞,并产生光、热。大爆炸后30亿年,最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿~30亿年,类星体逐渐形成。大爆炸后100亿年,太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。

而本次研究表示,宇宙正在一步步衰老,正如同一个人有生老病死一样,宇宙也是有它的生命周期。

据悉,这项研究调动了全世界最强大的7台大型望远镜。研究结果发现,这些星系产生的能量仅相当于它们在大约20亿年前产量的一半左右,并且这一数字仍在继续下降。另外,这种能量的下降是广谱段的,从紫外波段一直到红外波段都显示出这种下降的趋势。

该研究项目的首席科学家,西澳大利亚国际射电天文研究中心(ICRAR)的西蒙·德雷福教授(Professor Simon Driver)表示:“宇宙注定将逐渐衰亡。”他说:“基本上,我们的宇宙就像是一个人重重地坐在了沙发上,拉了一床毯子盖好,准备开始漫长的打盹。”

近日对外公布结果的“星系与质量组合”(GAMA)项目,是迄今在多波段开展的最大规模的此类研究工作。在这项研究中,科学家们收集了来自世界上一些最强大望远镜的数据,其中包括位于智利境内帕拉纳天文台的VIST和VST,美国宇航局的GALEX和WISE空间望远镜,以及欧洲空间局的赫歇尔空间望远镜等等。借助空前详实的数据,研究组计划对今日宇宙中产生的所有能量进行描绘和分析,随后再对过去宇宙中的这一情况进行分析。

我们宇宙中所有的能量都是在宇宙诞生时的大爆炸中产生的,其中的一部分能量被以质量的形式处于锁定状态。自那以后,恒星不断将质量重新转化为能量,其理论根据便是爱因斯坦那著名的质能方程:E=MC2。

然而,这一能量制造过程却正在稳步衰减。德雷福教授表示:“我们身边的大部分能量都是大爆炸事件的产物,而其余额外的能量则是由恒星通过氢原子或氦原子的聚 变反应所释放出来的。恒星内部核聚变过程中释放出来的这些能量要么就是在发散过程中被星系中的尘埃物质所吸收,或是散逸到星系际空间之中,一直自由传播, 直到遇到另一个恒星,行星或是人类的望远镜镜头。”

事实上,科学家们早在1990年代便已经察觉到我们的宇宙正在逐渐“熄灭”,但这次的最新工作是迄今精度最高的。

我们对于宇宙的探索从未停止,尤其是其中的最为神秘的黑洞的探索,先不谈黑洞里面究竟有什么,那么黑洞最大到底能有多大呢?

日前,英国来彻斯特大学的研究人员发现,位于银河系中心的黑洞,能暴增至太阳的500亿倍,并且通过对比发现黑洞究竟有多大取决于它的盘。

最初在19,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild,1873~19)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名为“黑洞”。

“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无法逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。

黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和y射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”,它不像黑洞吞噬邻近所有物质,而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。科学家猜测穿过黑洞可能会到达另一个空间,甚至是时空。

那么,黑洞到底能长到多大呢?

英国来彻斯特大学天文物理系的的安德鲁·金教授对银河系里的特大质量黑洞进行了探索,这次研究被命名为“黑洞到底能长到多大呢?”他发现黑洞及其其周围空间区域的大气呈现出一种轨道盘的形状。这种大气会失去能量,向内部坠落,填充黑洞。但是,这些盘不稳定,可能会破碎成为星星。

多大的黑洞为了维持一个盘,得拥有多大的外沿呢?金教授对此做了计算,发现它必须有500亿个太阳那么大才行。该研究认为,没有这个盘,黑洞就会停止成长。这意味着500亿个太阳就是黑洞成长的上限。黑洞要再长大的方法只有两个,一是某个星星恰恰垂直落在盘上,一是另一个黑洞跟它融合。

金教授说:“这个发现的意义在于,天文学家们通过观测这个大气盘向内坠落时的辐射,已经发现了黑洞的最大面积。这个最大面积意味着它不会变得更大。较大的黑洞面积,从原则上来说——”他打了个比方,“例如,靠近最大面积的洞能融合另一个黑洞,结果就会变得更大。但是在这个融合里,不会产生光,较大的融合的黑洞不会有大气盘,不会产生光。”

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