宇宙毁灭

基于弗雷德曼的假定模型的理论

宇宙毁灭是一种基于弗雷德曼的假定模型的理论。满足弗雷德曼的假定模型共有三种。不同星系的引力使膨胀变慢下来，宇宙在空间上不是无限的。

宇宙末日理论

按照人类已经探知的科学，宇宙开始于大爆炸。那么宇宙的结局是什么。

第一种

在第一种模型（即闭合宇宙）中，宇宙膨胀得足够慢，以至于在不同星系之间的引力使膨胀变慢下来，并最终使之停止。然后星系开始相互靠近，宇宙开始收缩。

第一类弗利德曼模型的奇异特点是，宇宙在空间上不是无限的，并且是没有边界的。引力是如此之强，以至于空间被折弯而又绕回到自身，使之相当像地球的表面。如果一个人在地球的表面上沿着一定的方向不停旅行，他将永远不会遇到一个不可超越的障碍或从边缘掉下去，而是最终走到他出发的那一点。第一类弗利德曼模型中的空间正与此非常相像，只不过地球表面是二维的，而它是三维的罢了。第四维时间的范围也是有限的，然而它像一根有两个端点或边界即开端和终端的线。以后我们会看到，当人们将广义相对论和量子力学结合在一起时，就可能使空间和时间都成为有限的，但却没有任何边缘或边界。

第二种

在第二种模型（开放宇宙）中，宇宙膨胀得如此之快，以至于引力虽然能使之缓慢一些，却永远不能使之停止。邻近星系的距离随时间的变化。刚开始时距离为零，最后星系以稳恒的速度相互离开；

在第二类永远膨胀的模型中，空间以另外的方式弯曲，如同一个马鞍面。所以，在这种情形下空间是无限的。

第三种

最后，还有第三类解，宇宙的膨胀快到足以刚好避免坍缩。星系的距离由零开始，永远增大。然而，虽然星系分开的速度永远不会变为零，这速度却越变越慢。

在第三类刚好以临界速率膨胀的弗利德曼模型中，空间是平坦的（所以也是无限的）。

结论

但是究竟可用何种弗利德曼模型来描述我们的宇宙呢？要回答这个问题，我们必须知道宇宙膨胀速度和它的平均密度，以判断引力能否战胜膨胀。如果密度比一个由膨胀率决定的某临界值还小，则引力太弱不足于将膨胀停住；如果密度比这临界值大，则引力会在未来的某一时刻将膨胀停止并使宇宙坍缩。

我们如果将银河系和其他所有能看到的星系的恒星的质量加起来，甚至是按对膨胀率的最低的估值而言，其质量总量比用以阻止膨胀的临界值的1%还少。然而，在我们以及其他的星系里应该有大量的“暗物质”，那是我们不能直接看到的，但由于它的引力对星系中恒星轨道的影响，我们知道它必定存在。况且人们发现，大多数星系是成团的。类似地，由其对星系运动的效应，我们能推断出还有更多的暗物质存在于这些成团的星系之间。将所有这些暗物质加在一起，我们仍只能获得必须用以停止膨胀的密度的十分之一。然而，我们不能排除这样的可能性，可能还有我们未能探测到的其他的物质形式几乎均匀地分布于整个宇宙，它仍可以使得宇宙的平均密度达到停止膨胀所必要的临界值。所以，宇宙可能会无限地膨胀。开放宇宙来说是正确的。星系会继续永远相互离开，随着所有恒星全部耗尽能量，以及熵（无序度）的无限增长，导致宇宙陷入了这样的末日：没有生命，温度，物体都均匀的分布在宇宙的各个角落！而且随着宇宙的进一步膨胀，导致密度越来越小，最后趋于0！但是，所有我们能真正了解的是，既然它已经膨胀了100亿年，即便如果宇宙还要坍缩，则至少要再过这么久才有可能。这不应使我们过度忧虑——到那时候。除非我们到太阳系以外开拓殖民地，人们早由于太阳的熄灭而死亡殆尽。

所有的弗利德曼解都具有一个特点，即在过去的某一时刻（约100到200亿年之前）邻近星系之间的距离为零。在这被我们称之为大爆炸的那一时刻，宇宙的密度和空间，时间曲率都是无穷大。因为数学不能处理无穷大的数，这表明广义相对论（弗利德曼解以此为基础）预言，在宇宙中存在一点，在该处理论自身失效。这正是数学中称为奇点的一个例子。事实上，我们所有的科学理论都是基于空间——时间是光滑的和几乎平坦的基础上被表述的，所以它们在空间——时间曲率为无穷大的大爆炸奇点处失效。这表明，即使在大爆炸前存在事件，人们也不可能用之去确定之后所要发生的事件，因为可预见性在大爆炸处失效了。正是这样，与之相应的，如果我们只知道在大爆炸后发生的事件，我们也不能确定在这之前发生的事件。就我们而言，发生于大爆炸之前的事件不能有后果，所以并不构成我们宇宙的科学模型的一部分。因此，我们应将它们从我们模型中割除掉，并宣称时间是从大爆炸开始的。

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