宇宙正在超光速膨脹，數萬億年後，地球將被徹底孤立

宇宙膨脹指的是宇宙空間本身在持續不斷地擴張,導致星系等天體並非因爲自身運動,而是因爲達成着不斷伸展的空間傳送帶而相互遠離的現象。 1929年,美國天文學家哈勃發現了一個驚人的規律,除了少數幾個近鄰星系,如仙女座星系,幾乎所有的星系都在遠離我們,呈現出不同程度的紅移。 更關鍵的是,他發現了一個精確的線性關係,一個星系遠離我們的速度與它和我們之間的距離成正比,也就是說,離我們越遠的星系,逃離我們的速度就越快。 這個規律現在被稱爲哈勃·勒梅特定律,它只有一個合理的解釋,並非所有星系都在合謀逃離銀河系,而是整個宇宙的空間結構本身正在像一個被吹大的氣球一樣均勻地膨脹。 想象一個正在被吹大的氣球,表面畫着許多點,當你吹氣時,你會發現,無論你站在哪個點上,其他所有的點都在離你而去,而且,距離你越遠的點,離開你的速度越快。 宇宙膨脹正是如此,每一個星系都如同氣球表面的一個點,它們並非在空間中飛行,而是被不斷拉伸的空間本身帶走的。 爲了量化這一膨脹速度,科學家們引入了哈勃常數,它描述了在當前的宇宙中,距離每增加100萬秒差距,約326萬光年,空間的退行速度會增加多少。 經過數十年的觀測和修正,目前天文學界通過多種方法測得的哈勃常數值大約在每秒73公里每百萬秒差距左右。 這意味着,如果兩個星系相距326萬光年,那麼由於空間膨脹,它們之間的距離每秒就會增加約73公里。 如果它們相距3.26億光年,那麼它們之間的退行速度就是每秒7300公里。 這個簡單的線性關係引出了一個令人難以置信的推論,在足夠遙遠的距離上,空間的膨脹速度甚至可以超過光速。 例如,在大約140億光年之外的哈勃球層邊界,空間的退行速度就等於光速,而更遙遠的天體正在以超光速遠離我們。 這是否違反了愛因斯坦的相對論,即任何有質量的物體速度都不能超過光速?答案是不違反,因爲相對論限制的是物體在空間中穿越的速度。 而超光速膨脹是空間本身的拉伸,星系只是被動地被空間帶走,它們並未在自己的局部空間中以超光速飛行。 哈勃的發現揭示了宇宙在膨脹,但隨後的一個問題自然而然地出現了,這個膨脹是會因爲引力的作用而減速,最終停止甚至坍縮還是會永遠持續下去。 在20世紀的大部分時間裏,科學家們都傾向於前者,他們認爲宇宙中所有物質的引力會像一個剎車一樣減緩宇宙的膨脹速度。 然而,1998年,兩個獨立的天文研究團隊通過觀測遙遠的IA型超新星,得出了一個再次震驚世界的結論,宇宙不僅在膨脹,而且在加速膨脹,這意味着必然存在着一種未知的,與引力相對抗的遍佈整個宇宙的敕例。 科學家們將驅動這一切的神祕力量稱爲暗能量,如果暗能量一直存在並保持其目前的強度,那麼在加速膨脹的宇宙中,星系之間的距離將以指數級的速度增加。 那些遙遠的,正以超光速蛻行的星系,其發出的光將永遠無法抵達我們這裏,隨着時間的推移,越來越多曾經可見的星系將蛻行到我們的宇宙世界之外,從我們的天空中永久地消失。 數千億年後,夜空將會變得越來越暗,今天,我們能用望遠鏡觀測到的數千億個星系將一個接一個地熄滅,消失在世界之外,最終,我們將無法看到除我們本星系群之外的任何天體。 在更長的時間尺度上,這個孤島內部的恆星也將一顆顆燃盡,宇宙將進入一個由黑洞、中子星和白矮星主宰的時代,再燃後,根據霍金輻射理論,連黑洞也會在難以想象的漫長時間裏蒸發殆盡。