终极解读:我们的宇宙将如何终结?
我们会死亡,我们的身体和它的所有部分将停止运作,重新加入地球,成为有规律、无生命的物质。地球也将死亡,被不断膨胀、老化的太阳吞没。太阳将燃烧掉它所有的燃料,最终变成一个白矮星,然后燃烧殆尽而死亡。
银河系将与附近的仙女座星系相撞,形成一个巨大的椭圆星系,它将因失去所有恒星而死在星系间空间中。那些残存的恒星的尸体将死去,腐烂成它们的组成成分。宇宙将继续老化,直到所有的物质要么被储存在黑洞中,要么以自由基本粒子的形式漂浮。那些黑洞会蒸发,宇宙也会消亡。所有的一切都将处于永远的冰冷中。
这是最幸福的结局之一--“热寂”,就像热死一样,至少让我们有时间说再见。事实是,宇宙远早于人类出现,它将远远超过人类存在,思考它的死亡是一个令人沮丧的努力,突出了我们难以置信的渺小。至少,当我们等待溶入虚无的时候,研究它的物理是一种很好的消遣。
热寂,或“大冻结”,基于今天的情况看,通常被认为是最有可能的结局。宇宙正在膨胀,而且还将继续膨胀。当物体移动到更远的距离时,恒星从较稀疏的尘埃和气体中形成的频率就会降低。
通过史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)提出的理论过程,最后的黑洞将慢慢蒸发为能量,也许会在很长的时间(10^100年)内。也许过了一段时间,剩余的粒子会衰变,整个宇宙的平均温度将接近绝对零度。基本上,宇宙将是如此巨大和稀疏,任何发现任何东西的几率都将是零。
“我们可以试着去理解它,但我们无法以任何方式影响它。”
所有这些都不会在短期内发生。加州大学河滨分校(University of California,Riverside)的物理学家约翰·贝兹(John Baez)认为,如果人类能够在自己的自我毁灭倾向中生存下来,那么地球的大气层可能还有10亿年的历史,而太阳可能需要70亿到100亿年才会变成一个红巨星,将其外层弹射出来,并保留一个发光的核心,与地球大小相当,但聚集的质量要大得多,被称为白矮星。
较小的红色恒星可能会持续大约一百万亿年,也许人类可以在围绕着像半人马座比邻星这样的红矮星的行星上安顿下来。这些时间尺度远远超出了人类的理解。
我想每个人都会对此感到沮丧,人是有未来思维的动物,我们总是喜欢从故事的角度来看待生活,并希望它有一个幸福的结局。想象事物变得更有趣以外的发展是与我们的大脑背道而驰的,但没有理由认为这种发展会永远持续下去。
宇宙大爆炸和膨胀。
一些更有意义的理论化命运可能会更快到达,比如“大撕裂(Big Rip)”。你可能知道,在1998年,科学家们发现宇宙不仅在膨胀,而且膨胀的速度在增加。他们推论宇宙真空中似乎与生俱来的一些能量,称为暗能量,为加速膨胀提供动力。
有一种可能性是,在超过1000亿年后,暗能量将导致宇宙更快膨胀,以至于在星系、恒星系、行星和原子自己耗尽能量之前,它就撕裂了这些星系、恒星系、行星和原子。每个点之间的空间会无限大。物理理论似乎更倾向于热寂而不是大撕裂,但谁知道呢。
然后,空间本身的真空就有可能发生变化。也许“希格斯场”--一个渗透在宇宙中决定亚原子粒子质量的场,并不在最低的能量结构中。也许它实际上是“亚稳态”,有一个低能量基态,它可以衰变到。想象一下,你一生都生活在一个平台上,认为它是坚实的基础,这个平台是亚稳态。也许有一天,这个平台会坍塌,露出100米以下真正的地面。
我们所知道的物理定律将不再起作用,你们就会掉下去,死掉了。如果我们一直生活在这个平台上,那么如果宇宙从亚稳定状态突然转变为更稳定的状态,这基本上就是会发生的。这将终结我们所知的宇宙,因为这个新的、低能量的宇宙将不支持目前的标准模型的存在,该模型控制构成物质的粒子的同一性和相互作用。在热寂之前发生这样的事件是不太可能的。但这将是一场壮观的死亡。
在宇宙中的某个地方,会产生一个真正真空的气泡,它以光速膨胀,包围宇宙,摧毁一切。它的光速意味着你看不到它的到来,死亡将与死亡即将来临的警告同时到来。
但并不是每一个可能的宇宙结论都是完全的荒凉和空虚。麻省理工学院的物理学家艾伦·古思(Alan Guth)认为,也许在某个遥远的、热寂后的未来,宇宙真空中的能量可能会在某个时刻自发地反弹升高,在空间的那个点引发膨胀,从而形成全新的宇宙。
也许这就是我们的宇宙是如何形成的,也许有无限多的宇宙以同样的方式形成,从无限膨胀的更大的宇宙中衰变出来。也许有些地方超出了我们自己的宇宙的范围,不会受到我们自己的毁灭的影响。
这是理论中最乐观的观点,因为即使我们的宇宙部分会消失,其他可能充满生命的部分也会永远存在下去。
也许暗能量并不是宇宙与生俱来的常量。也许,正如科学家发现的,它的强度正在下降,这可能导致宇宙的膨胀最终放缓。然后,在引力的作用下,所有的东西都会翻转并坍塌-这就是“大坍缩(Big Crunch)”。
我们对宇宙有很多不知道的地方,所以这些想法中的一个或所有都不可能是正确的。
任何有关暗能量、希格斯玻色子或时空本身性质的新发现,都可能揭示宇宙截然不同的命运,在宇宙中,一切都会化为乌有,变成无边无际的虚无,一切都会坍塌,新的宇宙会从旧宇宙的灰烬中诞生,或者别的什么。不管怎样,人类的存在,以及其他任何东西,都将不复存在或不再有意义。
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