临界宇宙
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临界宇宙是指一种宇宙存在的型态，其密度参数 = 1。定义一个宇宙开始扩张的临界速率，若在宇宙扩张之初，物质的运动速率大于临界速率，则物质间的重力将无法阻止宇宙扩张的倾向，反之，有一天，宇宙会停止扩张并开始收缩。最后，所有的物质收缩到一个没有体积的点上，也就是大霹雳初始状态的奇异点。若宇宙扩张的初始速率刚好等于临界速率，则宇宙会保持不断扩张的最小初始速率，也就是临界宇宙。
宇宙类型
[编辑]科学家们将宇宙的类型大致粗分为三种，开放型的宇宙、临界型的宇宙、封闭型的宇宙。开放型的宇宙，会不断的扩张，其宇宙扩张速率远大于临界速率，而导致不会有星体的生成；封闭型的宇宙，因为宇宙的扩张速率小于临界速率，故扩张到一定程度之后就会开始收缩，也不会导致星体的生成；临界型的宇宙，扩张速率和界速率差不多，但宇宙会保持慢慢的继续扩张下去，并会在过程中让星体产生。
临界速率
[编辑]根据大霹雳理论，人类存在的宇宙从大霹雳之后就开始膨胀。 将一物体往上抛，因为地球的万有引力，物体最后会掉落在地面，若物理以秒速11公里往上运动，物体将不会被地球的万有引力拉回来。这速率就是发射火箭的临界速率，太空科学家称之为地球的脱离速率。
临界宇宙的成因
[编辑]类似的理论适用于任何正在向外膨胀、并且受到重力影响而不断减速的物质系统。如果系统向外运动的动能超过了向内拉的重力所产生的能量，这个系统的速率就会超过脱离速率，因而将会永远不同的膨胀。但是，如果系统相互之间的重力吸引过强的话，那么这个系统终将停止膨胀，然后开始向内收缩，最终会聚集在一起。
将此类似的理论用在现在假设的宇宙，重力产生向内拉的力，宇宙膨胀是向外的力。若重力的拉力和向外膨胀的力大小极为相似(重力略小)，则会造就临界宇宙。
现在的宇宙类型
[编辑]现在的宇宙扩张方式和临界宇宙极为接近。由于这两者太接近，科学家不敢断定宇宙到底属于那一种类型，也不能断言人类所处宇宙的最终命运。宇宙学家将这个巧合，视为这个宇宙的一项特殊性质。若宇宙刚开始时的初始速率不等于临界速率，那么随着宇宙的不断扩张与老化，就一定会与临界宇宙的差距越来越大。现今宇宙已经持续扩张了约一百三十七亿年，仍和临界宇宙相当接近，以致到目前为止，仍无法确定它的属性。根据计算，与临界宇宙相差不超过。
星体的形成和宇宙类型的关系
[编辑]如果宇宙扩张的初始速率远大于临界速率，那么重力就永远无法聚集邻近的物质而凝聚成星系和星体。
在宇宙的演化过程中，恒星的形成是一个关键步骤，恒星是由大量的物质凝聚而成的，而在凝聚的过程中，恒星中心会产生足以引发物质进行自发核反应的高压。这些在恒星内部进行的核反应，会使氢原子核渐渐燃烧变成氦原子核，这个过程跨越了恒星生命史中极长的一段时期(我们的太阳目前正在进行这个过程)。但是当恒星步入生命的末期，它将会遭遇到严重的核能危机，因而进入一个急速变化的核爆时期，此时氦原子迅速燃烧变成碳、氮、氧、硅、磷等等生化反应不可或缺的元素。最后当恒星爆炸变成了超新星时，这些元素都会被抛散在太空中，经过长远时间后化作行星或人类的一部分。构成宇宙的复杂度以及生命的各种元素，全都源自恒星的演化；人体内每一个碳原子的原子核，也都产生于恒星之中。
因此如果宇宙扩张的速率比临界宇宙快的话，绝不会有恒星出现，因此也就不可能形成建构生命的基件，不论是复杂的碳基人类或是硅基电脑。而那些扩张速率太小的宇宙，早在恒星能够形成、爆炸、制造生命基件之前，整个宇宙就已经开始收缩。因此在那种宇宙中，也绝对不可能演化成生命。
生命只能存在临界宇宙
[编辑]从以上可以发现一件事：只有持续扩张了至少几十亿年，却仍与临界宇宙非常接近的宇宙，才有可能从中产生足够的基件，进而组成复杂结构，形成如人类等高复杂度的生命体。