星系：宇宙的演变史( 三 )
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根据对宇宙平均密度的了解来估算这一数量 。人们期望 ， 由于重力施加的力与膨胀相反 ， 所以星系现在趋向于比
当今的宇宙为生命的发展提供了充足的机会-我们可以观察到的宇宙中大约有1000亿颗恒星类似于太阳 。但是 ， 宇宙大爆炸意味着 ， 生命只能在有限的时间范围内实现：在遥远的过去 ， 宇宙太热了 ， 未来的资源也很有限 。大多数星系仍在产生新恒星 ， 但许多其他星系已经用尽了天然气供应 。从现在起的300亿年里 ， 星系将变得更黑 ， 并充满死亡或垂死的恒星 ， 因此 ， 如今能够生存的行星将大大减少 。
宇宙可能永远膨胀 ， 在这种情况下 ， 所有星系和恒星最终都会变得黑暗和寒冷 。除此以外 ， 其他解决方案还很麻烦 。如果宇宙的质量足够大 ， 重力将最终使膨胀逆转 ， 所有物质和能量将重新结合 。在接下来的十年中 ， 随着研究人员改进用于测量宇宙质量的技术 ， 我们可能会了解当前的扩展是朝着大寒还是大危机 。
在不久的将来 ， 我们希望通过新的实验可以更好地理解这一大爆炸 。随着我们改进对膨胀率和恒星年龄的测量 ， 我们也许可以确认恒星确实比正在膨胀的宇宙年轻 。最近完成或正在建造的大型望远镜可以使我们看到宇宙质量如何影响时空的曲率 ， 进而影响我们对遥远星系的观测 。
我们还将继续研究宇宙大爆炸学无法解决的问题 。我们不知道为什么会发生大爆炸 ， 或者以前可能存在什么 。我们不知道我们的宇宙是否有兄弟姐妹 ， 其他正在扩展的区域与我们所观察到的区域相去甚远 。我们不明白为什么自然的基本常数具有它们所具有的价值 。粒子物理学的进步提出了一些有趣的方式来回答这些问题 。挑战在于找到这些想法的实验性测试 。
在讨论有关宇宙学的此类问题时 ， 应该记住 ， 所有物理理论都是现实的近似 ， 如果推得太远 ， 它们可能会失败 。物理科学的发展是将早期的理论纳入实验 ， 这些理论在实验上得到了支持 ， 成为了更大 ， 更全面的框架 。大爆炸理论得到大量证据的支持：它解释了宇宙背景辐射 ， 轻元素的丰度和哈勃膨胀 。因此 ， 任何新的宇宙学必将包含宇宙大爆炸图景 。无论未来几十年可能带来什么发展 ， 宇宙学已经从哲学的一个分支转移到物理科学 ， 其中的假设满足了观察和实验的检验 。
本文最初以《科学美国人》 271 ， 4 ， 52-57（1994年10月）的标题为“宇宙的进化”发表 。
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