爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变
小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。
理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密
度,宇宙就会一直膨胀下去,称为“开宇宙”;要是物质的平均密度大于临界
密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为“闭宇宙”。
问题似乎变得很简单,但实则不然。理论计算得出的临界密度为
5×8^-30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间
存在广袤的星系间空间,平均密度就只有2×10^-31克/厘米3,远远低于上
述临界密度。
然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,
其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因
素。因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问
题。不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些,因为宇宙中还有更多的
暗能量。
恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际