宇宙膨脹及其爆炸循環
宇宙膨脹及其爆炸循環
科學家認為，宇宙起源為137億年前的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙邊緣的光到達地球要花120億年到150億年的時間。大爆炸散發的物質在太空中漂游，由許多恆星組成的巨大的星系就是由這些物質構成的，我們的太陽就是這無數恆星中的一顆。原本人們想像宇宙會因引力而不再膨脹，但是，科學家已發現宇宙中有一種 「暗能量」會產生一種斥力而加速宇宙的膨脹。
大爆炸後的膨脹過程是一種引力和斥力之爭，爆炸產生的動力是一種斥力，它使宇宙中的天體不斷遠離；天體間又存在萬有引力，它會阻止天體遠離，甚至力圖使其互相靠近。引力的大小與天體的質量有關，因而大爆炸後宇宙的最終歸宿是不斷膨脹，還是最終會停止膨脹並反過來收縮變小，這完全取決於宇宙中物質密度的大小。
理論上存在某種臨界密度。如果宇宙中物質的平均密度小於臨界密度，宇宙就會一直膨脹下去，稱為開宇宙；要是物質的平均密度大於臨界密度，膨脹過程遲早會停下來，並隨之出現收縮，稱為閉宇宙。
問題似乎變得很簡單，但實則不然。理論計算得出的臨界密度為5×10
然而，種種證據表明，宇宙中還存在著尚未觀測到的所謂的暗物質，其數量可能遠超過可見物質，這給平均密度的測定帶來了很大的不確定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小於臨界密度仍是一個有爭議的問題。不過，就目前來看，開宇宙的可能性大一些。
恆星演化到晚期，會把一部分物質（氣體）拋入星際空間，而這些氣體又可用來形成下一代恆星。這一過程中氣體可能越來越少（並未確定這種過程會減少這種氣體。）。以致於不能再產生新的恆星。1014年後，所有恆星都會失去光輝，宇宙也就變暗。同時，恆星還會因相互作用不斷從星系逸出，星系則因損失能量而收縮，結果使中心部分生成黑洞，並通過吞食經過其附近的恆星而長大。根據質能守恆定律,形成恆星的氣體並不會減少而是轉換成其他形態。所以新的恆星可能會一直產生。
1017～1018年後，對於一個星系來說只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恆星，這時，組成恆星的質子不再穩定。1032年後，質子開始衰變為光子和各種輕子。1071年後，這個衰變過程進行完畢，宇宙中只剩下光子、輕子和一些巨大的黑洞。
10108年後，通過蒸發作用，有能量的粒子會從巨大的黑洞中逃逸出。宇宙將歸於一片黑暗。這也許就是開宇宙「末日」到來時的景象，但它仍然在不斷地、緩慢地膨脹著。（但質子是否會衰變還未得到結論,因此根據質量守恆定律。宇宙中的質能會不停的轉換。）
閉宇宙的結局又會怎樣呢？閉宇宙中，膨脹過程結束時間的早晚取決於宇宙平均密度的大小。如果假設平均密度是臨界密度的2倍，那麼根據一種簡單的理論模型，經過400～500億年後，當宇宙半徑擴大到目前的2倍左右時，引力開始佔上風，膨脹即告停止，而接下來宇宙便開始收縮。
以後的情況差不多就像一部宇宙影片放映結束後再倒放一樣，大爆炸後宇宙中所發生的一切重大變化將會反演。收縮幾百億年後，宇宙的平均密度又大致回到目前的狀態，不過，原來星系遠離地球的退行運動將代之以向地球接近的運動。再過幾十億年，宇宙背景輻射會上升到400開，並繼續上升，於是，宇宙變得非常熾熱而又稠密。在坍縮過程中，星系會彼此併合，恆星間碰撞頻繁。
這些結局也只是假想推論的。
近幾年來，一批西方的天文學家發表了關於「宇宙無始無終」的新論斷。他們認為，宇宙既沒有「誕生」之日，也沒有終結之時，而就是在一次又一次的大爆炸中進行運動，循環往複，以至無窮的。至於「宇宙無始無終」的新論是否正確，科學家認為，過幾年國際天文學界可望對此做出驗證。
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