多くの人が知らない…「宇宙が“終わる時”」、その壮大な“2つ”のシナリオ

很多人都不知道…宇宙结束之时，那宏大的两种剧本


太陽が燃え尽きる
私たちを照らす母なる星、太陽。太陽から降り注ぐ光や熱の恵みのおかげで、私たちが地球に生きることができます。しかし、その太陽もおよそ50億年後には地球を飲み込むほど巨大化し、地球は焼き尽くされてしまいます。その後、太陽は徐々に暗くなって消えていき、凍りついた真っ暗な世界になってしまう。これが地球と太陽の未来です。
宇宙にあるすべての星々が燃料を使い果たすのは100兆年後とされています。ところが宇宙そのものの終わりは、それよりずっと早く訪れるといいます。いったいどういうことなのか、宇宙の最期はどんな姿なのか、見ていきましょう。

太阳燃尽
照耀着我们的母亲之星，太阳。多亏了来自太阳的光和热的恩惠，我们才能在地球上生存。但是，太阳在大约50亿年后也会随着吞下地球的巨大化而烧尽地球。在那之后，太阳会渐渐变暗消失，变成了一个冻结的黑暗世界。这就是地球和太阳的未来。
据说宇宙中所有的星星都会在100兆年后用完燃料。然而，据说宇宙本身的结束会比其来得更早。这到底是怎么回事，宇宙的末日是怎样的姿态，让我们一起来看看吧。
原创翻译：龙腾网 http://www.ltaaa.cn 转载请注明出处



覆された宇宙の未来
宇宙の終わりを読み解く上で重要となるのが宇宙の空間です。タイで行われるランタンを空に飛ばすお祭りで例えます。
火の付いたランタンは、宇宙に散らばる星の集まり、銀河を表します。皆が一斉に手を離すと、上昇のスピードが速いランタンほど高く上がっていきます。このように、銀河も速く遠ざかるものほど遠くにあることが分かっています。これは、宇宙の空間が膨らみ続けていることを意味しています。
宇宙全体に含まれる質量がある値よりも大きいと、膨張するスピードはだんだん遅くなり、いずれは止まり、収縮に転じて、最後には一点に押しつぶされて宇宙が終わります。このシナリオは「ビッグクランチ」と呼ばれます。
20世紀の終わりまで、ビッグクランチによって宇宙が終わると多くの科学者が考えていました。ところが1998年、意外なことがわかります。だんだん勢いを失って遅くなっていくと思われていた宇宙の膨張が、逆にスピードを上げて加速している。そんな驚くべき発見があったのです。

被颠覆的宇宙的未来
在解读宇宙的终结时，宇宙的空间是很重要的。用在泰国举行的把灯笼放到空中的节日来比喻。
点火了的灯，表示分散在宇宙的星星的集合，银河。大家一齐放开手的话，上升的速度越快的灯笼越高。类似这样，我们知道银河也会离得越来越远。这意味着宇宙的空间不断膨胀。
如果宇宙整体中所包含的质量大于某个值，膨胀的速度就会逐渐变慢，总有一天会停止，会开始收缩，最后被压缩到一点，宇宙就结束了。这个剧本被称为“大坍缩”。
直到20世纪末，很多科学家都认为宇宙都会因为大坍缩而结束。但是在1998年，我发现了一件很意外的事情。原本被认为宇宙的膨胀逐渐失去气势而变慢，但却反而惊人地发现，宇宙的膨胀反而加快了速度。


宇宙の加速膨張の発見
この発見をもたらしたのが、一つの銀河の中で数百年に一度しか起きない珍しい現象です。双子の星の片方に、もう一方の星からガスが降り積もり、限界に達したときに爆発が起きる超新星爆発という現象です。
超新星爆発はとても明るく、銀河1個分にも匹敵する猛烈な光を放ちます。しかもこの超新星爆発では放つ光の絶対的な明るさが同じだということがカギとなりました。
このことを、ランプを使って例えて説明しましょう。ランプの光は銀河の中に現れた超新星を表します。暗闇でランプをともすと、ランプが近くにあれば明るく、遠くにあれば暗く見えます。ランプの明るさは同じなので、見かけの明るさの違いからランプまでの距離が分かります。
同じように超新星の明るさを比べれば、どのくらいの距離に超新星があるのかがわかるわけです。宇宙では遠くの天体ほど昔の姿が見えています。例えば、70億光年向こうの銀河で現れた超新星は、光が70億年かけて地球にやってくるため、70億年昔の宇宙を見ていることになります。
その銀河の膨張する速さを調べれば、当時の宇宙の膨張速度が分かります。こうして、いくつもの銀河で膨張速度を調べた結果、宇宙が加速膨張していることがわかったのです。

宇宙加速膨胀的发现
带来这个发现的是一个在一个银河中数百年只发生一次的罕见现象。这是一种超新星爆炸现象，在双子星的某一方星球上气体堆积达到极限时，发生的爆炸。
超新星爆发非常明亮，能发射出一个可以与银河匹敌的猛烈光芒。而且在这个超新星爆炸中放出的光的绝对亮度是相同的，这是关键。
用灯来举例说明这件事吧。灯光代表银河中出现的超新星。在黑暗中点上灯的话，灯在附近的话就会亮，在远处的话就会暗。因为灯的亮度相同，所以可以从亮度来推测出这个灯的距离。
同样地，如果比较超新星的亮度的话，就能知道这个超新星在什么距离。在宇宙中，越是遥远的天体越能看到过去的样子。例如，在70亿光年的银河中出现的超新星，因为光要花70亿年才能到达地球，所以我们能看到70亿年前的宇宙。
调查一下银河膨胀的速度，就能知道当时宇宙的膨胀速度。就这样，在数个银河中调查了膨胀速度，结果发现宇宙正在加速膨胀。


宇宙を加速させているものは何か？
しかし、このことはそれまでの常識では説明がつきませんでした。宇宙には、星やガスやダークマターといったさまざまな物質があり、互いに引っ張り合う力が働きます。でも宇宙が加速するということは、この力に反して働く何かがないといけないということになります。その鍵を握るものとして考えられたのが「ダークエネルギー」という奇妙なエネルギーです。
このことを室内スカイダイビングで例えてみましょう。足下から強い風が上に向かって吹きぬける風洞で、体を横に倒すと、ふわっと浮き上がり、まるでスカイダイビングをしているかのような体験ができます。
地球上ではリンゴが木から落ちるように、どんなものでも下に落ちますが、室内スカイダイビングでは、リンゴは風を受けて上に向かって飛んでいきます。ダークエネルギーは、下から吹く風のようなものです。地球上では重力の方がずっと強いのでダークエネルギーを感じることはありませんが、宇宙には重力に反発する不思議なダークエネルギーが満ちているのです。

让宇宙加速的东西是什么？
但是，这件事在之前的常识中是无法说明的。在宇宙中，有星星、气体、暗物质等各种各样的物质，相互间有着相互吸引的力量。但是宇宙加速的话，就意味着必须要有什么与这个力量相反的力在作用。被认为掌握关键的是“黑暗能量”这一奇妙的能量。
用室内跳伞来比喻这件事吧。在风从脚下吹向上面的风洞里，身体横着倒下的话，就会浮起，就像跳伞一样。
像地球上的苹果从树上掉下来一样，什么东西都会掉下来，但是在室内跳伞下，苹果会迎风向上飞。暗能量就像从下面吹来的风一样。地球上重力一直很强，所以不会感觉到暗能量，但是宇宙中充满了反抗重力的不可思议的暗能量。


ダークエネルギーの奇妙な性質
宇宙が大きくなるとダークエネルギーも増えていく/NHK提供
謎めいた存在として注目を集めることになったダークエネルギーですが、さらに不思議な性質があります。それは、宇宙が大きくなればなるほど、ダークエネルギーが増していくというものです。
水槽と魚で説明しましょう。水槽は宇宙の大きさ、魚はダークエネルギーを表します。
宇宙が膨張するということは、水槽が大きくなることを意味します。普通なら水槽が大きくなっても魚の数は変わりません。ところが、ダークエネルギーの性質はちょっと変わっていて、水槽が大きくなればなるほど、どこかから魚が湧いてきたように増えていくというのです。
宇宙が大きくなればなるほど、ダークエネルギーはどんどん増えていく。まったく不思議な話ですがダークエネルギーは、そういうものだということが様々な観測からわかってきているのです。

暗能量的奇妙性质
宇宙变大的话，暗能量也会增加
作为神秘的存在而备受瞩目的暗能量，有着更加不可思议的性质。那就是，宇宙越大，暗能量越增加。
用水槽和鱼来说明吧。水槽表示宇宙的大小，鱼表示暗能量。
宇宙膨胀意味着水槽变大。一般情况下，即使水槽变大，鱼的数量也不会改变。但是，暗能量的性质稍有变化，水槽越大，鱼就会像不知从哪里涌出来一样增加。
宇宙越大，暗能量越增加。真是不可思议的事情，从各种各样的观测中可以知道黑暗能量就是这样的。

壮絶な宇宙の終わり
宇宙の膨張とともに、その勢力を増していくダークエネルギーによって宇宙の未来はどうなるのでしょうか。それはダークネルギーがこれからどう変化するかによって、二つのシナリオが考えられます。
ダークエネルギーの増え方が緩やかな場合、宇宙は永遠に加速を続けて膨張します。銀河はどんどん遠くへ離れていきます。およそ 1000億年後には他の銀河はみな光の速さよりも速く遠ざかっているように見えます。そうなった銀河の光はもう私たちには届きません。
ですから宇宙には銀河はひとつも見えなくなってしまいます。最終的には宇宙の温度が絶対零度まで下がります。すべてが凍りつき宇宙は静かな死に至ります。これが「ビッグフリーズ」という宇宙の未来です。
一方、ダークネルギーの増え方が急激な場合、 宇宙の空間はあるところで無限大になり、そこで宇宙は終わりを迎えるといいます。それがもう1つの結末「ビッグリップ」です。ダークエネルギーの力が強くなっていくと、空間が急膨張し、銀河を形作る星がバラバラになっていきます。
そして星の中にもダークエネルギーの力が及び、星自体もバラバラになってしまいます。最終的には小さな素粒子になって宇宙が終わるのです。

壮烈的宇宙尽头
随着宇宙的膨胀，随着其势的增加，暗能量会给宇宙带来怎样的未来呢。根据暗能量今后会如何变化来推测，可以考虑出两个方案。
如果暗能量增加缓慢，宇宙就会永远持续加速膨胀。银河渐渐远去。大约在1000亿年后，外面的银河扩散速度都比光速更快。变成那样的银河的光已经传达不到我们这了。
因此在宇宙中银河一个也看不见了。最终宇宙的温度会降到绝对零度。所有冻结的宇宙都会静静地死去。这就是名为冷寂的宇宙的未来。
另一方面，当暗能量的增加方式急剧增加时，宇宙空间在某个地方变得无限大，在那里宇宙会迎来终结。这就是另一个结局“大裂口”。暗能量的力量变强的话，空间就会急速膨胀，形成银河的星星就会变得七零八落。
而且在星星中也有着暗能量的力量，星星本身也变得七零八落。最终宇宙会变成小的基本粒子而结束。