常數(shù) 宇宙膨脹跟發(fā)胖有關(guān)系嗎?從理論上來(lái)看,有那么一丟丟!
這應(yīng)該是各位長(zhǎng)胖的最好理由,其實(shí)并非是咱要長(zhǎng)胖,而是宇宙在膨脹,不得不胖啊,所謂人在屋檐下,不得不低頭嘛!當(dāng)然上過(guò)小學(xué)的朋友肯定知道種花家在胡扯,我們長(zhǎng)胖和宇宙有啥關(guān)系?但事實(shí)上宇宙的的命運(yùn)跟物質(zhì)是不是在膨脹還真息息相關(guān)!
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宇宙膨脹是怎么發(fā)現(xiàn)的?
說(shuō)起來(lái)最早應(yīng)該是愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)宇宙的,因?yàn)樗?917年將廣義相對(duì)論應(yīng)用到宇宙時(shí),發(fā)現(xiàn)宇宙居然是動(dòng)態(tài)的,要么膨脹要么縮小,很難維持在臨界狀態(tài),但當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn)都認(rèn)為宇宙是靜態(tài)的,因此愛(ài)因斯坦干了一件令他后悔一輩子的事,給引力場(chǎng)方程加上一個(gè)宇宙常數(shù)Λ,以讓宇宙保持靜態(tài)!
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加了宇宙常數(shù)Λ后的引力場(chǎng)方程
【 常數(shù)|宇宙膨脹跟發(fā)胖有關(guān)系嗎?從理論上來(lái)看,有那么一丟丟!】但后續(xù)的發(fā)展顯然超出了愛(ài)因斯坦的預(yù)料,首先發(fā)難的是蘇聯(lián)物理學(xué)家亞歷山大·弗里德曼,他在1922年在廣義相對(duì)論框架下,假設(shè)宇宙各向同性的條件下得到了弗里德曼方程,而勒梅特在1928年得到了同樣的結(jié)果,羅伯遜和沃爾克則分別在1935年和1936年完善了這個(gè)方程組,在這個(gè)方程中Λ已經(jīng)被消除,決定宇宙動(dòng)形狀的關(guān)鍵參數(shù)變成了空間曲率K,和宇宙常數(shù)Λ結(jié)合可以得到N個(gè)復(fù)雜的宇宙命運(yùn)!
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史稱(chēng):弗里德曼-羅伯遜-沃克度規(guī),在這個(gè)方程組中,空間曲率和宇宙常數(shù)Λ結(jié)合可以得到N個(gè)未來(lái)宇宙的命運(yùn),但不外乎如下幾個(gè):
宇宙大坍縮(循環(huán)宇宙)
宇宙大撕裂(宇宙加速膨脹直至大撕裂)
宇宙無(wú)限膨脹至熱寂(以當(dāng)前模式緩慢膨脹直至熱寂)
當(dāng)然這只是宇宙三種結(jié)局的猜測(cè),如果要確定是那種結(jié)果,還要確認(rèn)Λ的取值,但這是愛(ài)因斯坦拍腦袋想出來(lái)的,咋個(gè)確認(rèn)?不過(guò)這難不倒天文學(xué)家,因?yàn)樵诙畬?shí)際九十年代的時(shí)候,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以用哈勃常數(shù)與宇宙臨界密度結(jié)合,來(lái)反推出宇宙常數(shù)的取值!思路:
根據(jù)微波背景輻射萬(wàn)分之六的精度上平坦確定宇宙臨界密度
確定當(dāng)前宇宙曲率,反推臨界密度和實(shí)際密度比值
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實(shí)際密度與臨界密度比值取值與宇宙的形狀
結(jié)果令人驚喜,宇宙居然是比一張A4紙還要平坦,簡(jiǎn)單的說(shuō)宇宙將會(huì)以當(dāng)前的模式慢慢膨脹,一直膨脹到永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)!但還有另一個(gè)驚喜等待著大家,因?yàn)?998年時(shí)兩個(gè)天文團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十幾年研究,從Ia超新星的深空紅移項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)宇宙在45億年前就偷偷開(kāi)始加速膨脹!
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簡(jiǎn)單的說(shuō)拿來(lái)推測(cè)臨界密度的哈勃常數(shù)是會(huì)隨時(shí)間而改變的,未來(lái)會(huì)怎么樣?只有鬼才知道,但1998年的發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致了暗能量概念的出現(xiàn),從45億年前開(kāi)始,宇宙已經(jīng)在暗能量的主導(dǎo)下走向加速而且可能是無(wú)限的膨脹,那么面臨的結(jié)果就是:
宇宙可能無(wú)法保持當(dāng)前狀態(tài)下優(yōu)雅的膨脹到熱寂
宇宙可能在暗能量的作用下,趨向越來(lái)越高的速度膨脹,走向大撕裂
你喜歡哪個(gè)結(jié)果?因?yàn)榈浆F(xiàn)在為止,宇宙已經(jīng)不可能回到大收縮或者循環(huán)宇宙,未來(lái)膨脹的結(jié)局已經(jīng)無(wú)法避免,但到底是哪個(gè)我們并不清楚!就做一次鴕鳥(niǎo),選一個(gè)喜歡的吧!
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宇宙膨脹和物質(zhì)有關(guān)系嗎?
這是靈魂的拷問(wèn),所以我們不能做鴕鳥(niǎo)了,因?yàn)檫@宇宙的膨脹跟我們的胖真沒(méi)啥關(guān)系,但最終是會(huì)有影響的,我們來(lái)看看這幾種狀況!
在現(xiàn)代宇宙框架中,哈勃常數(shù)能管到的會(huì)在本星系群以外,因?yàn)榧词乖谟钪媾蛎浀谋尘跋拢诒拘窍等悍秶鷥?nèi)仍然會(huì)被引力主導(dǎo),而且本星系群在未來(lái)數(shù)千億年時(shí)間內(nèi),會(huì)合并成一個(gè)超級(jí)星系,至于叫什么,那已經(jīng)不是種花家所考慮的問(wèn)題。
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現(xiàn)代宇宙的哈勃常數(shù)大約是67.15千米/秒·百萬(wàn)秒差距,這個(gè)速度其實(shí)不小,但后面跟了一個(gè)百萬(wàn)秒差距必須要注意,百萬(wàn)秒差距就是326萬(wàn)光年,假設(shè)將它按比例縮小到和比鄰星之間的距離,那么這個(gè)值會(huì)變成:0.82%%千米/秒,是萬(wàn)分之0.82千米哦,如果到太陽(yáng)系范圍,那么會(huì)被引力無(wú)情抑制,如果到人體0.3米組織內(nèi),那么會(huì)被電磁力支撐起的結(jié)構(gòu)直接忽略,但宇宙膨脹好歹是為你發(fā)胖所努力了,怎么也得給個(gè)鼓勵(lì)獎(jiǎng)是不?
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