宇宙最終走向哪里
我們都知道,宇宙誕生于138億年前的大爆炸中,至今仍在以驚人的速度向各個(gè)(gè)方向膨脹。在這138億年里,宇宙到底發(fā)(fā)生了什么,老師在課堂上似乎從未講過這個(gè)(gè)內(nèi)(nèi)容,不過這也不能怪老師,因?yàn)櫧鋵?shí)現(xiàn)(xiàn)在所有的教科書上都沒有這個(gè)(gè)內(nèi)(nèi)容。
然而,科學(xué)(xué)家倒是預(yù)(yù)測(cè)出宇宙將來可能發(fā)(fā)生什么,并且列出了3種最有可能的終極命運(yùn)(yùn)。
最終命運(yùn)(yùn)之一:熱寂
雖然這個(gè)(gè)詞看起來很“熱“,但其實(shí)(shí)這個(gè)(gè)結(jié)(jié)局又陰暗又寒冷。
做出這種預(yù)(yù)測(cè)的理論基礎(chǔ)(chǔ)是熱力學(xué)(xué)第二定律:熵增定律。熵是指一個(gè)(gè)系統(tǒng)(tǒng)內(nèi)(nèi)部的混亂程度。任何孤立的系統(tǒng)(tǒng)往往會(huì)自發(fā)(fā)地從有序走向無序,直到達(dá)(dá)到最混沌的狀態(tài)(tài),才會(huì)穩(wěn)(wěn)定下來。
熵增原理其實(shí)(shí)很容易解釋。例如,一個(gè)(gè)裝滿清水的杯子就是一個(gè)(gè)孤立系統(tǒng)(tǒng),它與外界沒有物質(zhì)(zhì)交換也沒有熱量傳遞。我們把一些醬油倒進(jìn)(jìn)杯子里。剛倒進(jìn)(jìn)醬油時(shí)(shí),這杯水有些地方變黑了,另外一些地方是透明的,所以它的成分還算是比較有序,熵是比較小的;然后,醬油會(huì)自發(fā)(fā)地逐漸擴(kuò)(kuò)散到杯子里的每個(gè)(gè)角落,直到整個(gè)(gè)杯子里的水都跟醬油混在一起,達(dá)(dá)到一個(gè)(gè)新的穩(wěn)(wěn)定狀態(tài)(tài)。——這就是熵增加的過程。
假如宇宙也是一個(gè)(gè)孤立系統(tǒng)(tǒng)。今天的宇宙是井然有序的,恒星、行星和其它許多天體各居其位,但再經(jīng)(jīng)過很長一段時(shí)(shí)間,隨著宇宙的不斷膨脹,天體將彼此遠(yuǎn)(yuǎn)離,恒星將耗盡燃料、停止發(fā)(fā)光。整個(gè)(gè)宇宙進(jìn)(jìn)入下一個(gè)(gè)黑暗時(shí)(shí)代,物質(zhì)(zhì)會(huì)慢慢衰敗。最終,就連能夠吞噬一切的看似強(qiáng)(qiáng)大的黑洞也會(huì)一點(diǎn)(diǎn)點(diǎn)(diǎn)蒸發(fā)(fā),融入整個(gè)(gè)宇宙空間。整個(gè)(gè)宇宙的溫度跌到真正的冰點(diǎn)(diǎn)——接近絕對(duì)零度(-273.15攝氏度),再?zèng)]有天體能產(chǎn)(chǎn)生能量或熱量,也沒有天體圍繞天體旋轉(zhuǎn)(zhuǎn)這類的機(jī)(jī)械運(yùn)(yùn)動(dòng)。宇宙會(huì)陷入永恒的靜止?fàn)顟B(tài)(tài)。這種狀態(tài)(tài)就稱為熱寂,聽起來有點(diǎn)(diǎn)像”圓寂“。
命運(yùn)(yùn)之二:大撕裂
首先,讓我們想象一下,如果我們把一個(gè)(gè)小球扔向空中,在這個(gè)(gè)小球上升的過程中,由于地球的引力,它一定會(huì)慢慢減速,最后會(huì)落回地面。
長期以來,科學(xué)(xué)界認(rèn)(rèn)為宇宙的膨脹遵循同樣的原理:由于天體之間的引力相互作用,宇宙的膨脹速度必然越來越慢。
但在1998年,科學(xué)(xué)家驚奇地發(fā)(fā)現(xiàn)(xiàn),宇宙膨脹的速度不但沒有減慢,反而膨脹得更快。這意味著,除了有把天體拉回來的引力之外,還一定有某種排斥力把天體彼此推開。科學(xué)(xué)家們把這種神秘的排斥力命名為“暗能量“。
根據(jù)(jù)數(shù)(shù)學(xué)(xué)模型,暗能量最終可以戰(zhàn)(zhàn)勝所有其它的力量,導(dǎo)(dǎo)致宇宙以無限的速度膨脹,直到220億年后發(fā)(fā)生“大撕裂“:宏觀世界的天體,包括星系、行星系統(tǒng)(tǒng)、恒星和行星逐級(jí)相繼撕裂、崩潰、甚至爆炸,最后是微觀世界的基本粒子,包括原子和原子核瞬間解體。這樣,宇宙就在不斷加速的瘋狂崩塌中,迎來了最后的結(jié)(jié)局。
命運(yùn)(yùn)之三:大坍縮與大反彈
宇宙中存在引力與斥力之爭,如果引力取勝,那么宇宙的膨脹可能會(huì)減慢,直到停止,然后開始收縮,而收縮過程就像宇宙大爆炸的反向回放。這種情況被稱為“大坍縮“。
當(dāng)(dāng)宇宙回到“奇點(diǎn)(diǎn)“時(shí)(shí),可能會(huì)發(fā)(fā)生一場(chǎng)新的大爆炸。我們的宇宙可能就這樣在大坍縮與大反彈之間循環(huán)(huán)往復(fù)(fù)。
當(dāng)(dāng)然,宇宙最終的命運(yùn)(yùn)或許不只是這三種可能性。就目前而言,科學(xué)(xué)家認(rèn)(rèn)為最有可能發(fā)(fā)生的是”熱寂“。
全書完。

作家GujESI
此書寫到此就完結(jié)(jié)了,謝謝大家的支持。如果喜歡此書就加收藏吧。如果覺得此書還不錯(cuò)(cuò),就投推薦票吧。