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宇宙的终极大结局,目前就是这三种死法之一 | 周末之选

2018-04-28 In a Nutshell 把科学带回家

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
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相信许多人都曾思考过这个问题:宇宙和人的生命一样也有终点吗?如果宇宙也有终点,那么它的终点是什么样的呢?它死了以后一切就永远结束了吗?


根据目前的物理学,宇宙的终极结局有三种可能性,其中的一种比其他两种稍乐观。


先来看看,为什么说宇宙也会终结?


这个推测的主要依据是,宇宙正以某种速度扩张,而且它的扩张速度正在变得越来越快。


而这种扩张的原因,就是我们直到现在也没找到的暗能量。



爱因斯坦也曾经思考过暗能量的问题,不过他觉得这很荒谬。可是,现在大多数天文学家和物理学家都认同暗能量的存在,以及它对宇宙扩张的影响。


但是问题在于,谁也没见过暗能量,也不知道它究竟有什么性质,因此物理学家们对它进行了各种脑补。


根据这些脑补出来的性质,他们推导出了宇宙死亡的三种可能性。



第一种死法,叫做大撕裂


由于从宇宙诞生到现在一直都在扩张,大撕裂理论认为,宇宙里的空间会越来越多,因此物质之间的间距就会越来越大。


在目前看来,这些空间还没有多到可怕的地步,因此星系还是可以依靠重力维持自己的存在。


但是到了一定时候,宇宙的扩张将超过重力的影响,让星系没有办法再聚集在一起。


这时,宇宙就开始死亡。



一开始,银河系等星系会被空间撕裂;接着,黑洞、恒星和行星都会分解灭亡。


最后,空间的扩张速度会超越光速,以至于原子也开始分解。此时宇宙中不再有粒子可以相互作用。



在大撕裂发生后,宇宙中只剩不计其数的永生不再见的粒子孤单地徘徊着,直到“永远”(不过此时时间也已经不存在了)。




宇宙的第二种死法,就是热寂,也叫冷寂


热寂和大撕裂的主要共同点是,宇宙都在无限扩张;不同点是,在热寂这种死法中,原子没有被空间撕裂,却逐渐变成了辐射而化为乌有。


而热寂的发生主要和墒增有关。



熵是描述无序状态的一种物理量,越无序的系统的熵越大,而所有系统最后都会走向熵增。比如一杯热咖啡最后会变得和环境温度一样,就是因为熵增。


宇宙也是一样。在一个不断扩张的宇宙中,熵增意味着宇宙中的物质会慢慢地变得稀疏,恒星也会慢慢熄灭。


而根据霍金辐射,连黑洞最后也会消失。



最后,宇宙的墒达到最大,一片“寂静”,而这也是宇宙的最终归宿。




宇宙的第三种死法,就是大挤压大反弹


这个理论假设,如果暗能量的数量比较少,或者慢慢变少,那么最后重力将成为宇宙的主导。


如果是这样的话,当宇宙扩张到一定地步的时候,就会自行停止然后缩回来。



接着,星系会汇聚到一起,重复宇宙开始时的样子。宇宙就像倒带一样回放大爆炸时发生的事。


而这个时候宇宙会变得非常非常小、非常非常热,就像它曾经经历过的那样。


而此时,宇宙中所有的黑洞将汇聚成一个超大质量黑洞,它会吞噬一切,把宇宙所有的质量全部纳入囊中,最后它把自己也吞噬了。



大反弹理论说,这个事件已经发生了好多好多次了,宇宙不断死亡又重生,就像经历一个个轮回。


就目前人类的知识而言,我们的宇宙的结局就在这三个惊心动魄的理论之中,哪一种都有可能。





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