宇宙將如何終結？
本文最初發表於 對話。 該出版物為 Space.com 上的文章做出了貢獻 專家之聲：專欄與見解。
目前還不確定宇宙是否會“終結”，但所有證據都表明，在很長一段時間內，它仍將是人類的宇宙家園。
宇宙——所有的空間和時間，以及所有的物質和能量——開始於大約 140 億年前 快速擴張 被叫 大霹靂但從那時起它就一直處於不斷變化的狀態。首先，它充滿了分散的粒子氣體，這些粒子現在構成了原子： 質子, 中子 和 電子。然後，那個氣體 坍縮成恆星和星系。
我們對宇宙未來的理解是通過我們今天觀察到的物體和過程來了解的。 作為一名天體物理學家我觀察遙遠的星係等物體，這使我能夠研究恆星和星系如何隨時間變化。在此過程中，我發展了預測宇宙未來將如何變化的理論。
通過研究過去來預測未來？
通過擴展我們今天所看到的來預測宇宙的未來是 外推法。這很危險，因為可能會發生意想不到的事情。
插值法 – 連接數據集中的點 – 更加安全。想像一下，您有一張自己 5 歲時的照片，還有另一張自己 7 歲時的照片。人們大概可以猜到你六歲時的樣子。這就是插值。
也許他們可以從這兩張照片推斷出你八九歲時的樣子，但沒有人能準確預測那麼遙遠的未來。也許幾年後你戴上了眼鏡，或者你突然變得很高。
科學家可以通過推斷恆星和星系隨時間的變化來預測未來數十億年後宇宙會是什麼樣子，但最終事情會變得奇怪。宇宙和其中的事物可以再次改變，就像過去一樣。
未來的明星們會發生怎樣的變化呢？
好消息： 太陽。我們的中等大小的黃色恆星將繼續閃耀數十億年。已經快到一半了 壽命100億年。恆星的壽命取決於它的大小。大的、熱的、藍色的恆星壽命較短，而小的、冷的、紅色的恆星壽命較短 活得更久。
如今，一些星系仍在產生新恆星，但另一些星系已經耗盡了恆星氣體。當星系停止形成恆星時，恆星會迅速變成藍色 進入“超新星”並消失僅僅幾百萬年後就爆發了。然後，數十億年後，像太陽一樣的黃色恆星脫落了外層 在星雲中只剩下粘在一起的紅色星星。最終，整個宇宙中的所有星係都將停止產生新的恆星，充滿宇宙的星光將逐漸變紅和褪色。
數万億年後——宇宙當前年齡的數百倍——這些紅色恆星也將逐漸消失。但在那之前，將會有很多星星提供光明和溫暖。
未來星系會發生怎樣的變化？
考慮在海灘上建造一座沙堡。每一桶沙子都讓城堡變得越來越大。星係以類似的方式隨著時間的推移而增長 吃較小的星系。這些星系合併將持續到未來。
在星系團中，數百個星係向其共同中心向內塌陷，通常會導致混亂的碰撞。在這些工會中， 螺旋星系它們是規則的圓盤，以混亂的方式組合成不規則的點狀星雲。想想看，只要踢一腳，就把一座精心建造的沙堡變成一團糟是多麼容易。
為此，宇宙最終會出現更少的螺旋星系和更多的橢圓星系，因為螺旋星系組合成橢圓星系。
的 銀河系 和鄰居 仙女座星系 可以在幾十億年內以這種方式結合。別擔心：每個星系中的恆星都會 毫髮無損地從對方身邊經過未來的觀星者將會看到兩個星系合併的奇妙景象。
未來宇宙本身會發生怎樣的變化？
大爆炸開始了一場可能會持續到未來的擴張。宇宙中所有物體（恆星、星系、氣體、暗物質）的引力都會向內拉並減慢膨脹速度，一些理論認為宇宙的膨脹 它將沿著海岸行駛或緩慢停止。
然而，一些證據表明，一種未知的力量已經開始施加排斥力，導致膨脹加速。科學家稱這種外力為 暗能量但人們對他知之甚少。就像烤餅乾中的葡萄乾一樣，星系會 越來越快地互相放大。如果這種情況在未來繼續下去，其他星係可能距離太遠而無法從銀河系觀測到。
總結當前對未來的最佳預測：恆星形成將停止，因此星係將充滿古老的、紅色的、微弱的恆星，並逐漸冷卻成黑暗。每個星系群或星系團都會合併成一個巨大的橢圓星系。宇宙的加速膨脹將使得我們無法觀測到本星系群之外的其他星系。
這種情況最終以持續數万億年的黑暗永恆結束。新的數據可能會改變這個故事，而宇宙歷史的下一個階段可能會完全不同並且出乎意料地美麗。畢竟，宇宙可能沒有“終結”，這取決於你如何看待它。即使存在的宇宙與現在的宇宙有很大不同，也很難想像宇宙完全消失的遙遠未來。
這個場景讓你感覺如何？有時這讓我感覺很糟糕，有點悲傷，但後來我記得我們生活在宇宙歷史上一個非常激動人心的時代：就在開始時，在一個充滿令人興奮的恆星和星係可供觀察的時代！宇宙可以支撐人類社會和未來數十億年的好奇心，因此有充足的時間繼續探索和尋找答案。
