| 宇宙会永远膨胀下去吗? |
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目前宇宙正在以30公里/秒左右的速度不断地膨胀着。那末,它会永远膨胀下去吗?问题的答案将取决于宇宙物质的平均密度。如果宇宙物质的平均密度大于临界密度值,那么,宇宙物质之间的引力将阻止宇宙的进一步膨胀,并将迫使星系逐渐彼此靠拢,即变膨胀为收缩。如果宇宙物质的平均密度小于临界密度值,则宇宙将继续膨胀下去。
根据现在所掌握的数据,这个界密度值大约为10-20克/立方厘米(与膨胀速度有关)。那么,宇宙物质平均密度又是多少呢?目前光学天文学家观测到的整个空间体积,大约是10
11(百万秒差距)3,其中的星系总数大约是3×10 9个。如果按照原先的看法,在这大尺度上的物质都集中在星系上,换句话说,认为宇宙中天体物质的质量是主要的,那末,在已观测的空间上,平均质量密度约为10
-31克/立方厘米(如果考虑到星际物质,则约为3×10-31克/立方厘米)。这个数值,低于临界值,还不到能使宇宙膨胀停止所需物质的10%。由此得出结论,宇宙的膨胀过程将继续下去,而现在如果考虑到电子中微子的静止质量等于6×10
-32克,则残剩电子中微子的平均密度相当于10 -20克/立方厘米。假定其它两种中微子(μ中微子和τ中微子)的静止质量也与电子中微子差不多,那末,宇宙的平均密度将大于临界密度值,这意味着,宇宙的膨胀过程将会逐渐减慢,最终停止,转为收缩。 |
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