宇宙某天會失去人類嗎?這看起來像是一個哲學問題,但事實上卻是一個徹頭徹頭的科學問題,因為根據宇宙的幾種命運來看,似乎宇宙都沒想過要帶著人類玩到底!
從託勒密根據日月星辰的運行終結的地心說開始,到哥白尼觀察天體運行得出了日心說,再到克卜勒根據第谷的無比詳盡的觀測數據完善了行星運動定律,牛頓給其加上另外萬有引力的束縛,我們初步了解了宇宙運行的秘密,從牛頓開始到法國數學家拉普拉斯為止,則是對宇宙演化最充滿信心的時代,拉普拉斯曾經認為,假如給他宇宙中每個粒子的數據,他將可以計算出宇宙的過去和未來。
當然我們現在知道這事情不可能,因為量子力學告訴我們,我們不可能同時測定粒子的位置與速度所以拉普拉是不可能完成這個任務的,但事實上甚至我們都不需要用量子力學的角度考慮問題,我們也知道宇宙的未來難以捉摸!
1922年,蘇聯物理學家亞歷山大·弗裡德曼在用愛因斯坦的引力場方程推導出了宇宙的形狀,當然這需要宇宙物質的分布狀況,弗裡德曼假設宇宙是各向同性的,也就是物質均勻分布,他推導出宇宙有三種可能的形狀:
當然勒梅特和羅伯遜以及沃爾克分別證明了適合這樣的時空只有三種,圖片中已經有說明,下面以圖例表示:
分別對應三種宇宙的形狀,這會導致宇宙面臨不同的命運,同期哈勃觀測到宇宙正在膨脹,弗裡茲·扎維奇在三十年代發現了星系中存在額外的暗物質提供引力,似乎宇宙的未來似乎會在引力的作用下達到某個極限後重新坍縮,然後再重新爆炸成一個新的宇宙。
1964年彭齊亞斯和R.W.威爾遜無意中發現了宇宙微波背景輻射,而八十年代的COBE衛星觀測發現微博北京輻射差異極小,這表明宇宙各向分布差異非常小!
1998年兩個觀測深空Ia超新星紅移的小組發現,宇宙似乎在超過我們預計的速度膨脹,從而發現了暗能量,而且未來的宇宙可能將在暗能量的主導下趨向於無限膨脹。
2013年歐空局普朗克衛星經過極其精密的觀測,發現宇宙微波背景輻射只有萬分之一的差異。
而對宇宙形狀測定的實驗上,得出的結論是平坦宇宙,因為測量角度與實際角度吻合,宇宙趨向無限平坦。或者以微波背景輻射為標準的測量根本體現不出宇宙的大小。
到此時我們似乎可以得出一個結論,弗裡德曼的方程假設是可信的,宇宙只有三種可能,微波背景輻射觀測與測量證明,宇宙各向同性,是平坦的,暗能量發現表明宇宙正在加速膨脹!結局是什麼?
大撕裂,宇宙將在暗能量的作用下,趨向於大撕裂,只要時間足夠遙遠,未來將撕裂太陽系,甚至地球至每一個原子!
從宇宙誕生以來到宇宙走向大撕裂,其實這過程中文明只是一個意外,當然我們不能否認宇宙有了文明之後會多彩多姿,但這一切都表明文明並不是宇宙的主人,而是客人,當然我們都知道客人遲早是要離開的,具體是什麼時候,要看主人的態度。
對於人類,我們將在數十億年後不得不面臨搬家的命運,因為太陽紅巨星化,地球將變得不再宜居,但宇宙很大,肯定會有一個容得下人類的地方,但前提是我們的技術要足夠先進,使得星際移民猶如搬個家那麼簡單,但對於終極問題的考慮,人類明顯是欠缺的,首先這是非常遙遠以後的事情,然後,對於註定要沒有結局的未來,我們是迴避的,當然在現代,甚至我們都不需要考慮這問題,因為我們還沒法搬家,所以一切都沒有資格討論。
當然我們有另一個問題需要考慮的是,我們本身的每一個原子都來自宇宙,未來也將回歸宇宙,從這一點來看,宇宙從未有分離,不過似乎有一點我們未曾考慮,除了這個宇宙外,就沒有別的宇宙了嗎?我們能否跳出這個框框到達另一個框框?
《三體》中曾經有一個小宇宙的說法,因為宇宙需要重新坍縮,因此它會回收每一個原子的質量,因此程心的小宇宙質量來自宇宙,必須被回收,但我們的宇宙未來將走向大撕裂,不存在質量回收的問題,那麼能否在宇宙終結以前打包搬走?這就要看人類的本事了!