深刻思考宇宙如何毀滅全過程,殊途同歸的命運能否有例外?

2021-01-07 茶馬星球視野

人類的壽命最多100年出頭,然後我們就會死去,身體的所有部分將停止工作,最後轉化成一種常規的,毫無生氣的元素重新加入地球。地球同樣也會死亡,被不斷膨脹的衰老的太陽吞噬。太陽呢?會燃燒殆盡所有的燃料並最終變成白矮星。

銀河系將與附近的仙女座星系相撞,並形成一個巨大的橢圓星系,橢圓星系之後會因所有恆星逃逸到星系際空間而死亡。那些餘留的恆星的殘骸將會死亡,分解成為恆星的組成物質。宇宙將逐漸老化,直到所有物質都存儲在黑洞中或以自由基本粒子的形式漂浮。黑洞最終會蒸發,宇宙會死亡。所有的一切都將變成冰冷空蕩蕩的。

這是一個更快樂的可能結局 ,我們稱之為「熱死亡」,至少讓我們有時間說再見。事實是,宇宙遠遠早於人類出現,也會比人類存在更長久,思考宇宙如何死亡的繁瑣過程讓人沮喪,凸顯了人類和地球的不可思議的渺小。當我們等待著融入虛無之中時,研究宇宙死亡的物理學至少是一種很好的消遣方式。我們可以嘗試去理解它,但我們無法以任何方式影響它,我們最終沒有在宇宙中留下任何遺物。

「熱死亡」或「大凍結」被認為是最有可能的未來。宇宙正在膨脹,還將繼續膨脹。隨著物質離得越來越遠,恆星從稀疏的塵埃和氣體中形成的頻率會越來越低,最後的黑洞將慢慢蒸發成能量。也許一段時間之後,剩下的粒子會衰變,整個宇宙設想中將會出現平均溫度接近,但不完全是絕對零度。本質上上講,宇宙如此龐大卻又稀疏,以至於最終找到任何東西的機率實際上將是絕對零。

這一切並不會很快發生,假設人類能夠在自我破壞的趨勢中繼續生存,再加上地球的大氣層可能還有10億年的壽命。而太陽可能需要70億到100億年才會變成紅色巨人,把它的外層噴射出來,仍然存在的只是一個和地球大小差不多的發光核,但它的質量要大得多,又稱為白矮星。較小的紅色恆星可能會持續存在大約100萬億年 ,也許人類可以定居在圍繞紅矮星運行的行星上,例如比鄰星。這些時間尺度已經遠遠超出了人類的理解。

或許每個人都會對此感到沮喪,人類是具有超前思想的動物,我們總是喜歡從故事的角度思考生命,並且希望它有一個美好的結局,這些事情似乎很有趣,但卻終究有個結局。

一些更重大的事件可能會更快到達,比如大撕裂理論。1998年,科學家們發現宇宙不僅在膨脹,而且膨脹速度也在增加。他們推測,一些真空宇宙中本來就存在的能量,稱為暗能量,為加速擴張提供動力。有可能在超過1000億年的時間裡,暗能量將導致宇宙膨脹得非常快,以至於在它們自身耗盡能量之前就撕裂了星系,太陽系,行星和原子。每個點之間的空間將變得無限大。物理理論似乎更傾向於「熱死亡」而不是「大撕裂」,但誰知道呢?觀測結果目前無法反駁這種說法。

然後,空間本身的真空可能會發生變化。也許「希格斯場」並不是最低的能量配置,希格斯場是一個滲透宇宙的量子場,決定了亞原子粒子的質量。也許它實際上是亞穩態的,並且它可以衰變到能量較低的基態。想像一下,當我們生活在一個曾認為堅固的平臺上 - 這個平臺是亞穩狀態。也許有一天,平臺會突然崩潰並露出數十米以下的真實地板。你所知道的物理定律將不再起作用,你就會墜落而死。如果我們想要一直生活在平臺上,那就需要宇宙從亞穩態突然變為更穩定的狀態。

在宇宙中的某個地方,將會產生一個真正的真空氣泡,它以光速膨脹並包圍宇宙,摧毀一切。 光速意味著你不會看到它的到來 ,死亡將會隨著死亡警告同時到來。

但關於宇宙並非所有結論都是徹底的荒涼和空無。也許在一些遙遠的,後「熱死亡」的未來,宇宙真空中的能量可以自發地在一定程度上向上跳躍,在那個點引發宇宙膨脹,從而形成全新的宇宙,也許我們的宇宙就是這樣形成的,也許有無數的宇宙以同樣的方式形成,從一個無限膨脹的更大的宇宙中衰變出來。也許有些地方超出了我們自己的宇宙的範圍,不會受到我們自己的滅亡的影響。這是所有理論中最樂觀的觀點,因為即使我們宇宙的一部分將會消亡,其他可能充滿生命的部分也會永遠存在。

也許暗能量並不是宇宙中固有的,恆定的值。正如之前報導的那樣,它的強度正在下降,這可能會導致宇宙的膨脹最終放緩並且收縮,恢復到誕生時炙熱的狀態。所有的東西都將在重力的作用下旋轉並最終崩潰,這就是所謂的宇宙「大擠壓」理論。

關於宇宙我們有很多不知道的東西,所以這些想法中的任何一個都可能是正確的。任何有關暗能量、希格斯玻色子或時空本身的新發現,都可能揭示出宇宙截然不同的命運。無論如何,這一切還是讓我們覺得地球上的人類還是太渺小了。

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