宇宙的起源之开天辟地
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第27章 宇宙最终走向哪里

我们都知道,宇宙诞生于138亿年前的大爆炸中,至今仍在以惊人的速度向各个方向膨胀。在这138亿年里,宇宙到底发生了什么,老师在课堂上似乎从未讲过这个内容,不过这也不能怪老师,因为其实现在所有的教科书上都没有这个内容。

然而,科学家倒是预测出宇宙将来可能发生什么,并且列出了3种最有可能的终极命运。

最终命运之一:热寂

虽然这个词看起来很“热“,但其实这个结局又阴暗又寒冷。

做出这种预测的理论基础是热力学第二定律:熵增定律。熵是指一个系统内部的混乱程度。任何孤立的系统往往会自发地从有序走向无序,直到达到最混沌的状态,才会稳定下来。

熵增原理其实很容易解释。例如,一个装满清水的杯子就是一个孤立系统,它与外界没有物质交换也没有热量传递。我们把一些酱油倒进杯子里。刚倒进酱油时,这杯水有些地方变黑了,另外一些地方是透明的,所以它的成分还算是比较有序,熵是比较小的;然后,酱油会自发地逐渐扩散到杯子里的每个角落,直到整个杯子里的水都跟酱油混在一起,达到一个新的稳定状态。——这就是熵增加的过程。

假如宇宙也是一个孤立系统。今天的宇宙是井然有序的,恒星、行星和其它许多天体各居其位,但再经过很长一段时间,随着宇宙的不断膨胀,天体将彼此远离,恒星将耗尽燃料、停止发光。整个宇宙进入下一个黑暗时代,物质会慢慢衰败。最终,就连能够吞噬一切的看似强大的黑洞也会一点点蒸发,融入整个宇宙空间。整个宇宙的温度跌到真正的冰点——接近绝对零度(-273.15摄氏度),再没有天体能产生能量或热量,也没有天体围绕天体旋转这类的机械运动。宇宙会陷入永恒的静止状态。这种状态就称为热寂,听起来有点像”圆寂“。

命运之二:大撕裂

首先,让我们想象一下,如果我们把一个小球扔向空中,在这个小球上升的过程中,由于地球的引力,它一定会慢慢减速,最后会落回地面。

长期以来,科学界认为宇宙的膨胀遵循同样的原理:由于天体之间的引力相互作用,宇宙的膨胀速度必然越来越慢。

但在1998年,科学家惊奇地发现,宇宙膨胀的速度不但没有减慢,反而膨胀得更快。这意味着,除了有把天体拉回来的引力之外,还一定有某种排斥力把天体彼此推开。科学家们把这种神秘的排斥力命名为“暗能量“。

根据数学模型,暗能量最终可以战胜所有其它的力量,导致宇宙以无限的速度膨胀,直到220亿年后发生“大撕裂“:宏观世界的天体,包括星系、行星系统、恒星和行星逐级相继撕裂、崩溃、甚至爆炸,最后是微观世界的基本粒子,包括原子和原子核瞬间解体。这样,宇宙就在不断加速的疯狂崩塌中,迎来了最后的结局。

命运之三:大坍缩与大反弹

宇宙中存在引力与斥力之争,如果引力取胜,那么宇宙的膨胀可能会减慢,直到停止,然后开始收缩,而收缩过程就像宇宙大爆炸的反向回放。这种情况被称为“大坍缩“。

当宇宙回到“奇点“时,可能会发生一场新的大爆炸。我们的宇宙可能就这样在大坍缩与大反弹之间循环往复。

当然,宇宙最终的命运或许不只是这三种可能性。就目前而言,科学家认为最有可能发生的是”热寂“。

全书完。

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