宇宙之死—Renée Hlozek

完整视频：http://ed.ted.com/lessons/the-death-of-the-universe-renee-hlozek

宇宙的形状、其中的物质以及它的未来都彼此错综复杂的联系着。我们知道宇宙基本是呈扁平状；我们知道它其中存在重子物质（比如恒星和行星），但大部分却是由暗物质及暗能量构成；我们也知道宇宙在不停地膨胀，因此恒星最终将会燃烧殆尽并化为乌有。Renée Hlozek详细阐述了这黑暗的终结之美。

课程提供：Renée Hlozek

动画制作：Giant Animation Studios

仰望夜空，

我们为其永无止境的广阔而感到惊讶。

然而数十亿年前的天空

又会是什么样子的呢 ？

有一种科学家，

被称为宇宙学家，

她们就专门思考这样的问题。

宇宙的尽头

与其自身的构成有着密切的联系。

一百多年前，

爱因斯坦提出了广义相对论，

帮助我们以方程的形式

来理解

宇宙的组成

和其形状之间的关系。

结果表明

宇宙可能是呈球状或半球状的曲线。

我们称之为正弯曲或正关闭。

或者它也可能呈马鞍形。

我们称之为负弯曲或负开放。

又或者它也可能是扁平状。

这样不同的形状决定着

宇宙将会怎样存在和灭亡。

如今我们认为宇宙最接近扁平状。

然而组成宇宙的各个部分

同时也会影响其最终的命运。

我们能够预测宇宙如何

随着时间而发生改变，

这需要我们对目前组成宇宙的

各要素的数量及其能量密度进行测量。

那么，宇宙是由什么构成的呢？

宇宙中包含着我们肉眼所能看到的一切，

比如恒星、气体和行星。

我们称这些为普通物质或重子物质。

尽管它们就在我们的周围，

但这些组成部分的总能量密度

却十分渺小，

它们仅占整个宇宙总能量的5%左右。

那么现在我们就来探讨组成宇宙另外95%的部分是什么。

其他近27%的

宇宙能量密度

是由暗物质构成的。

暗物质与光的相互作用很弱，

也就是说暗物质本身并不发射或反射光线，

这与其他恒星和恒星不同，

但从其它方面来讲，

暗物质与普通物质是相似的—

暗物质通过重力吸引物体。

事实上，我们唯一能够探测暗物质的方法

就是通过暗物质与其它物质的重力相互作用，

比如物体如何围绕暗物质运行

或暗物质如何扭曲光线

使其周围空间呈显曲线状。

目前我们还没能发现一块暗物质颗粒，

但全世界的科学家们都在探索

这个或这些神秘的物质

以及它对宇宙所产生的影响。

可是这样的组成结构还是未能达到100%。

剩余68%的

宇宙能量密度

来自于暗能量，

这种物质比暗物质更加神秘。

这种暗能量的性质

与我们所熟知的其他物质完全不同

它更像是反重力。

暗能量具有一种重力压力，

这是普通物质和暗物质所不具有的。

宇宙并没有因为重力而向一起聚集，

这与我们所预想的不同，

相反宇宙却似乎是在不断膨胀，

并且这种膨胀还处于一种持续增长的速度。

有关暗能量的主导观点认为

它是一个宇宙常量。

那意味着暗能量具有一种特殊属性，

它能够使暗能量随着宇宙体积的增长而扩大，

从而使其能量密度保持不变。

因此，随着宇宙不断膨胀，

正如此时此刻，

暗能量也会随之不断增长。

然而暗物质和重子物质，

从另一方面来看，

则不会随宇宙而增长

反而他们会不断地减弱。

因此，由于

宇宙常量所具有的性质，

未来的宇宙中更多充斥的

将是暗能量，

宇宙将会变得越来越冷

其膨胀速度也会越来越快。

最终，宇宙将会由于缺少气体而无法

形成恒星，

同时恒星自身也会

燃烧殆尽，

宇宙中留下的只会是一个个黑洞。

如果经历足够的时间，

即使是这些黑洞也会消失，

那时宇宙将会是一片寒冷空虚。

那就是我们所说的宇宙热寂说。

尽管这听起来让人觉得

生活在宇宙之中十分沮丧，

因为它将在寒冷

和了无生气中走向灭亡，

但宇宙最终冰冷的消亡

却完美地与其

火热的发端相称。

我们称宇宙的加速最终状态为

德西特阶段，

这是根据荷兰数学家

威廉·德西特命名的。

然而，我们也相信

宇宙还存在另一个

德西特膨胀阶段，

它发生在宇宙形成的初期。

我们称其为早期膨胀阶段，

那是在大爆炸后，

宇宙急速膨胀的

短暂时期。

因此宇宙将会以

与其产生时相同的状态结束，

加速。

我们生活在一个

对于宇宙生命来讲意义非凡的时代，

在在这样的时代我们能够去了解

宇宙的历程，

同时也能够去了解

它那呈现在天空中

为我们每个人所展示的历史。