虚空与宇宙（下）- 宇宙的未来
前一篇谈到宇宙的边界，这一篇再聊一聊科学家给我们描绘出的宇宙未来。
01
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宇宙为什么膨胀
关于宇宙为什么膨胀的理论也有许多。其中最为流行的是暗能量理论。
宇宙中存在大量常规物质，所谓常规物质就是可以看得见，摸得着的物质，科学上称它们为由重子也就是我们熟悉的电子，质子和中子构成的物质。人们习惯认为所有物质都应该是看得见，摸得着的，即使微小的东西，比如细菌，病毒，甚至分子，原子之类的微观物质，虽然肉眼看不见，但借助显微镜等仪器，依然可以看到它们。
然而正如在上篇所说，物质之所以可以看得见，摸得着是因为它们和电磁场有相互作用。然而如果一种物质不和电磁场起相互作用，那么即使这个东西近在眼前，甚至可能密度很大，我们依然看不到它，甚至也摸不到它。
那么这样的物质存在不存在呢？现在科学认为这种物质是存在的，因为它们无法看到，所以人们称这种物质是暗物质。
那么暗物质既然无法看到，我们怎么证明它的存在？这是因为暗物质虽然和电磁场不起相互作用，但它却和引力场起作用，并且也产生引力场。因为引力场非常弱，同时人类又生活在引力场均匀分布的环境中，所以人类并没有感受引力场的感觉器官，所有研究只能借助仪器。其实仪器也并非直接检测引力场，而是通过强引力场对光线传播的影响来间接推测它们的存在。另外因为引力场非常弱，所以只有质量很大的暗物质引发的引力场才可以被仪器观察到。
现代认为宇宙中可以看得见的物质，就是由电子，原子等组成的常规物质只占全部宇宙物质的百分之五，暗物质则占宇宙总物质的百分之二十七，而另外占大头的百分之六十八则是暗能量。
暗物质因为不和电磁场起作用，哪怕就在你眼前，甚至密度很大，你也摸不着它，更不要说看见它。对于暗物质，人们目前只能通过光线经过它们产生的引力场发生弯曲来判断它们的存在。科学家认为正是因为星系中大量暗物质的存在，才让星系产生足够的引力维持星系的结构。
也许暗物质就在我们身边如同灰尘一样飘来飘去，但因为它不和电磁场发生作用，所以我们完全无法探测到它们，甚至也无法用任何常规物质制造的容器来限制它们。
暗能量则是比暗物质更难以捉摸的一种存在。目前没有任何办法来观测暗能量，而只能通过宇宙膨胀这个现象来推断它们的存在和作用。暗能量的作用超出人类直观经验的范围，它只是科学家为了让自己的公式和观测的结果相互一致时不得已引入的一个值。这个值也被称为宇宙常数，暗能量的作用就是产生反引力，从而导致宇宙不断膨胀。
（现代天文学认为宇宙中只有百分之五为可见的常规物质，其他都是不可见的暗物质和暗能量）
02
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和仙女座星系相撞
虽然宇宙中绝大部分星系都在离我们远去，但和银河系同处于本星系团的仙女座星系则正在以每秒钟120公里的速度向银河系扑来。
银河系所在的本星系团大约包含50个星系，其中最大的两个就是银河系和仙女座星系。不过仙女座星系比银河系大约重一倍，拥有一万亿颗恒星。它现在距离银河系大约250万光年。
因为天文观察可以准确判读纵向速度，但很难精确测量横向速度，所以目前还不能确定未来是否一定会相撞，或者“她”只是从银河系旁边擦肩而过。
但我猜想相撞的可能性会比较大，因为当两个星系靠近时，相互之间的万有引力会更加强大。不过无论是相撞还只是擦肩而过，这都是大约60亿年以后才会发生的事情。而只需要再过三十亿年，仙女座星系会成为地球夜空中可以观察到的一个庞然大物，甚至肉眼都可以分辨出仙女座星系中的恒星。
（三十亿年以后，悬挂在地球夜空的仙女座星系会成为一个美丽的令人窒息的庞然大物，人们甚至用肉眼都可以分辨出这个星系中的恒星）
如果两个星系相撞，这个过程会异常壮观精彩，两个星系共有上万亿颗恒星要彼此相撞，这会是一幅什么样的景象。整个撞击要经历十亿年的时间才可以真正安定下来，在几次反复撞击之后，两个星系最终会合并成为一个星系，虽然这个过程还不一定是百分之百发生，而且即使发生，也是六七十亿年以后的事情。但科学家们已经迫不及待地为这个未来新形成的星系取名字了。名字取了很多，最受欢迎的名字是“米克米达”星系(Milkomeda)，这个名字来自银河系（Milky Way）的第一个单词和和仙女座（Andromeda）的词尾。
这个碰撞对太阳系和人类会产生什么影响？科学家劝慰大家安心，这种大规模的星系碰撞对一个恒星系直接产生影响的可能性不大，而且到那个时候，太阳也已经把燃料烧完，变成了一颗红巨星，地球要么被膨胀的太阳吞入肚内，要么被爆发的强能量推开，但无论如何，地球将会被烧焦，如果那时即使地球还存在的话，也不可能有任何生命。
（电脑程序模拟的星系相撞过程和结果）
03
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宇宙旅行与宇宙流放
宇宙这么大，星系之间的距离动辄上亿光年，人类是不是永远无法到达其他星系甚至其他恒星？其实并不是那么悲观。因为根据狭义相对论，如果人类的飞船能够接近光速飞行，那么因为时钟变慢现象，实际可以在几百年，甚至几十年的时间冲出银行系，进入深太空旅行。当然这种旅行通常只是单程，因为虽然在飞船上感觉只是度过了几十年，然而返回到地球，地球时间已经过了上千年，甚至上万年上亿年。
另外我们在前面已经介绍了，如果太空船不小心开到距离地球160亿光年的地方，太空船将从地球的视觉宇宙中消失，同样，地球也将从太空船的视觉宇宙中消失。这时不仅两处的光线无法通达，引力场也无法联通，因为科学家认为引力场也是以光速传播，所以同样无法跨越视觉宇宙的边界。
另外随着宇宙不断膨胀，中间会出现大量空洞部分，如果这个空洞部分超过了一个视觉宇宙的大小，那么那个空洞将成为真正的黑暗之地，既没有光线，也没有引力场可以到达。如果一个宇航员不幸落入这样一个空间，因为这个空间在飞速扩张，他将永远无法逃离，即使以光速也无法突破，成为真正的无期宇宙流放。
不过这里有一个疑问，其他星球发出的电磁场和引力场虽然再也无法到达这种流放空洞，那么支持宇宙膨胀的暗能量是否还存在于这些空洞之中？如果存在，则空洞并不空，如果不存在，那么空洞继续膨胀的动力又是什么呢？这个问题留给读者自己思考吧。
(进入宇宙空洞的宇航员因为空间膨胀再没有机会逃离这个空洞)
04
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宇宙的未来
宇宙会一直这么无限制地膨胀下去吗？如果是这样，那会有什么结果？
首先，天空中可以看到的星系会越来越少。越来越多的星系会远离我们，一但它们跨越了可视宇宙的范围，就从此从人类的视线中消失，除非膨胀停止，我们会永远见不到它们。
实际上，按照目前这个膨胀速度，只有处于包含我们银河系以及大约五万个星系的室女座超星系星团的成员未来大概还会在我们的可视宇宙之中。其余上千万超星系星团最终会跨越可视宇宙的边界，从地球的视野中消失。
再往后会如何，现代天文学家认为一个宇宙发展可能有三种不同情况，从而产生三种不同的命运。
第一种情况是当宇宙膨胀到一定时候，膨胀停止，然后因为万有引力的原因开始收缩。那时我们看到的星空会越来越亮，星系越来越多。许多以前已经消失到视觉宇宙之外的星系又返回了。最后所有星系会挤压成一团，重新返回到大爆炸前奇点状态。这个过程叫做大挤压(Big Crunsh)。大挤压后又会反弹产生新的大爆炸，并产生新的宇宙，就这样宇宙在大爆炸和大挤压之间不断产生和消亡，整个过程也叫大反弹(Big Bounce)。
第二种情况是宇宙的膨胀不会停止，但也不会特别加速。在这种情况下，随着宇宙的膨胀，物质密度越来越低，无法再产生新的恒星，而老的恒星会逐渐死亡，冷却，最后整个宇宙温度降到绝对零度，成为一个既无生机，也无光明 的黑暗冰凉宇宙，这个结局叫做大冻结(Big Freeze)。
第三种情况是宇宙膨胀会持续加速，不仅所有星系彼此分开，星系中的星体彼此分开，星球解体，最后甚至构成物质的基本粒子也全部被膨胀撕碎，这个结局被称为大撕裂(Big Rip)。
(宇宙结局的三种可能：大挤压，大冻结和大撕裂)
05
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宇宙不过是舞台
宇宙的前景看来似乎很悲观。无论大挤压，大冻结，还是大撕裂都是一幅比地狱还要悲惨的画面。
可以安慰的是这些毕竟是上百亿年以后的事，那时人类或许早已经灭绝，所以这一切和我们并没有什么相关。
然而实际情况未必如此悲观，人类文明史还不足万年，人类进入太空还不足百年，现在的宇宙理论再过几百年后或许发现都是错误的也未可知。新的宇宙学说或许会更光明一些，甚至不排除人类或者文明可以掌控和操纵宇宙的发展。
另外还有一种可能，无论物质，场，或者暗能量（我猜想暗能量实际是一种引力场）都不过是展现理性与文明的一个物质舞台。如同一幕话剧在一个舞台表演结束谢幕后并不表示这幕话剧从此消失。舞台可以更换，而话剧可以在新的舞台以更精彩的方式上演。这个宇宙就是文明与理性的一个舞台，而文明与理性可以在无限多的舞台中不断上演。
（佛教认为，万物乃至宇宙皆为心所造）
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