宇宙的壽命是10^100年?還是200億年?或者3.65萬億年?

2020-12-16 天文同好樂園

根據當前的宇宙學理論和對宇宙物質組成的測量數據,「指數式膨脹」是當今宇宙學家認為的宇宙最有可能面對的未來。當然,這個「未來」對於人類來說太過遙遠,如果非要用一個數字來描述,科學家估算大約是10^100年之後。之所以得出這個數據,是基於對宇宙中黑洞壽命的理論計算,理論計算顯示,一個太陽質量的黑洞(恆星級黑洞)壽命大約是10^67年,而一個超大質量黑洞(星系級黑洞)的壽命或可高達10^100年。

在10^100年後,當宇宙中最後一個超大質量黑洞也壽終正寢時,我們的宇宙將幾乎空無一物,留下的只有無垠的黑暗,整個宇宙已經成為一片不斷被稀釋的、由質量最小的亞原子粒子組成的「汪洋大海」。這些粒子之間被巨大的空間所分割,因而粒子之間再也不會發生相任何互作用,此時的宇宙各處已經不存在溫差,也沒有任何結構,甚至連1比特的信息也無法儲存。時間也已經失去了意義,因為宇宙中不再有任何事件發生,這就是宇宙的「熱寂」——宇宙已死,歸於永恆。

「10^100年」是一段很長很長的時間概念,如果我們用宇宙中的一個原子來代表一年的話,那麼整個宇宙中所有的原子加起來也只有10^80個,要想數到10^100,需要1萬億億個宇宙,然後再將所有宇宙中的原子加起來才夠數。所以,對於宇宙的最終歸宿,作為普通人的我們其實不用太過糾結,或許我們最好先考慮一下如何過好自己的有生之年。但對於科學家來說,探索和發現宇宙的真相,是人類作為宇宙中的一個物種和一個文明存在的真正價值。

人類是一種有思想的生物群體,對於我們身處的宇宙,我們必須認識和理解一點,即:宇宙中任何事物的存在都是有期限的,包括宇宙本身。但除了上面所說的宇宙可能隨自身「指數式膨脹」而導致的慢慢耗死的「死」法,宇宙可能還有另外兩種「死」法,即「大撕裂」和「大擠壓」。科學家認為,目前為止還不能排除這些可能性。

先說說「大撕裂」。大撕裂或許是宇宙所有可能出現的結局中最不符合「人性」的一種,它不同於指數膨脹式宇宙的相對平和,而是充滿了暴力和混亂。在這一理論框架中,引力將徹底失敗而喪失控制權,所有星系都將在短時間內四分五裂,甚至連原子和原子核都將被扯開撕碎。相對於熱寂來說,膨脹的速度太快太迅速,根據科學家們的說法,如果大撕裂真的有可能發生,那麼這個時間也許只需要大約200億年,就當前宇宙138億歲的年齡來說,我們的宇宙目前或許正處於最好的時光,但距離失控也為時不遠了。

另外一種可能性是「大擠壓」。簡單來說,就是宇宙最終可能會再次收縮,整個宇宙將收縮回到普朗克時間尺度。這樣的宇宙這有點類似於我們生活中一根被拉長的橡皮筋,到了極限後必會反彈。計算顯示,當暗能量場發生衰變,宇宙將很快迎來收縮,當前的理論估算認為,宇宙的這種死法,不會在未來的240億年內發生,但最晚也不會晚於3.65萬億年。所以,我們宇宙的壽命還有多長,是10^100年?還是200億年?或者3.65萬億年?宇宙究竟會選擇何種「死」法?答案是:我們還不知道!

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