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字宙的最终命运

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:根据这一理论,宇宙的最终命运将取决于两种相反力量之间的“拔河比赛”的结果。假如万有引力不足以阻止宇宙的持续膨胀,那么它最终将变成一个令人感到“不快”的黑暗和寒冷的世界。假如宇宙的最终命运是熊熊大火,“大崩坠”就能熔化一切,甚至亚原子粒子也难逃厄运。另一方面,假如宇宙以无边的寒冷和黑暗而告终的话,宇宙中的生命形式就有可能存在很长一段时间。
字宙的最终命运_宇宙世界走进

把宇宙当作一个整体来认真研究的宇宙哲学,可能对于我们这些生活在地球上的平凡人而言,还是一门崭新的科学,而在这门博大精深的科学中,我们对宇宙的最终命运之谜了解得最少。不过,人类现在已经发现了几条能够揭示宇宙命运的线索,其中有一些线索能够给人带来希望,但另一些线索却让人感觉沮丧。

一、两条线索

好消息告诉我们,在短时间内人类是不会被宇宙“扫地出门”的。宇宙至少可以把现在这种适于生命存在的状态再维持1000亿年。这相当于地球历史的20倍,或者相当于智人(现代人的学名)历史的500万倍。假如人类在公元1000亿年的新年到来之前就突然灭亡,并且不能放焰火庆祝新年的来临,那一定不能说是宇宙本身的错。

坏消息告诉我们,这世界上没有什么东西是能够永远存在的。即使宇宙不会消失,可是随着时间推移,它可能会让人觉得越来越“不舒服”,并且最终变得不再适于生命存在。计算这种情况何时会出现以及将会如何出现确实是一门令人心情抑郁的科学,但是我们不得不承认这项研究本身也有一种冷酷的魅力。从1929年天文学家埃德温·哈勃发现宇宙正在膨胀以来,经典的“创世大爆炸”理论经过了几十年的不断修改。根据这一理论,宇宙的最终命运将取决于两种相反力量之间的“拔河比赛”的结果。一种力量是宇宙的膨胀,在已经过去的100多亿年内,宇宙的扩张始终在使星系之间的距离拉大。还有一种力量就是这些星系与宇宙中全部物质间的万有引力:它好像一个制动器,能够使宇宙扩张的速度渐渐放慢。

其实,这个问题并不复杂,就像万有引力足够使扩张最终停止,那么宇宙就注定会发生坍缩,并最终变成一个大火球——同创世大爆炸相当,不过过程正好是相反的“大崩坠”。假如万有引力不足以阻止宇宙的持续膨胀,那么它最终将变成一个令人感到“不快”的黑暗和寒冷的世界。恒星是通过使氢原子核(主要是氢和氦)发生聚变反应形成较重的原子核来产生能量的。如果恒星内部储存的氢和氦全部消耗完毕,则日渐衰老的恒星上燃烧的火焰会因为没有新的原子来替代将近消亡的原子而熄灭。与此同时,宇宙会慢慢衰变为一个一团漆黑的空间。

二、一个结局

由上述分析可以看出,每一种结局看起来都像在预示生命的死亡。假如宇宙的最终命运是熊熊大火,“大崩坠”就能熔化一切,甚至亚原子粒子也难逃厄运。另一方面,假如宇宙以无边的寒冷和黑暗而告终的话,宇宙中的生命形式就有可能存在很长一段时间。不过,在全部的物体都已经衰退到几乎相同温度(略高于绝对零度)的情况下想办法生存,就好比要用一池死水来推动水磨一样难办。

但是,人类的最终命运到现在还难以判定,原因就是我们还无法判断扩张和万有引力这两者究竟谁能取得最后的胜利。很多天文学观测的结果支持前者,但是现在仍然存在着许多不确定的因素。其中之一是令人大伤脑筋的“暗物质”问题。科学家们对星系运动方式的研究显示,星系中蕴藏着极大的非星系内部引力。从上述分析中,说明人类可以看到的恒星和星云不过只占宇宙物质总量的1%~10%,还有很多物质是看不到的,并且这些物质是不发光的。

现在,还无人能知道宇宙中这些暗物质究竟是何物。可能它是由弱相互作用大质量粒子构成的。在我们能够确定暗物质的成分并用数学方法对其进行计算之前,以我们目前能够看到的一切为基础对宇宙的未来进行预测是绝对靠不住的。人类在用科学方法研究宇宙哲学的过程中总结出了很多重要经验:很多时候,宇宙的发展变化并不会跟着人们已确立的思维方式来,人类需要转变新的思维方式。

在20世纪里诞生的概念,像爱因斯坦的弯曲空间、海森伯的不确定原理等使我们的思维方式发生了重大改变,同时人们也认识到每时每刻都有数以万亿计的亚原子粒子在我们的身体里快速运动但却并未对我们造成任何损害,这些都是现代宇宙哲学不可或缺的组成部分,所以我们有理由假设在21世纪里,人们将敞开大门接受一些更加奇异的概念。所以,我们也许可以从还没有打开的大门下面窥见门后放出的几道光线,在这道光线的辅助下我们可能就会对宇宙的未来做出进一步的准确预测了。

三、不确定因素

说到和宇宙终结命运有关系的一个不确定因素和膨胀理论有关,根据这一理论,宇宙始于一个像气泡一样的虚无空间,这个空间最初的膨胀速度要比光速快得多,宇宙学家之所以特别重视膨胀理论,是因为这一理论解决了一些早期版本的创世大爆炸理论所无法解决的问题,此外,膨胀理论对于研究宇宙的最终命运也有一些启示作用。其中包括:最初推动宇宙高速膨胀的力量在宇宙像“打嗝”一样,膨胀结束之后也许并没有完全消退。它也许还存在于宇宙中,潜伏于虚无的空间,持续推动宇宙不断扩张,就像引导员在幕间休息结束后有礼貌地引导观众回到剧场一样。

科学家们通常对遥远的星系中正在爆发的恒星所做的观测证明,这种正在发挥作用的膨胀推动力有可能确实存在。假如果真如此,决定宇宙未来命运的拔河比赛就不但涉及宇宙的扩张和万有引力的制动作用,而且还和膨胀推动力所产生的能够使宇宙无限扩张下去的涡轮增压作用有关。

不过,最能激发起人们兴趣的未知数可能是智慧生命本身在宇宙中所扮演的角色。就像物理学家弗田曼·戴森所说:“如果不将生命和智慧的作用考虑在内,对遥远的未来进行详细的预测是不可能的。”在这里,我们暂且不去评论它的好坏,地球的确已经被一种有实力为了自己的利益而操纵生存环境的智能物种所改变。

和这个比较相似,存在于遥远未来的先进文明也许有能力熔化很多恒星甚至整个星系,从而生起一堆巨大的“营火”,或者使宇宙的长期发展朝着对这一文明有利的方向前进。在宇宙逐渐衰亡的没落时期,生活可能会变得很枯燥乏味,不过这种生活也许会持续很长时间。试想一下我们能够看到的宇宙在未来1万亿年时间里,可以动用多少天然智能和人工智能资源吧。分析一下,那种极速发展的智慧和以19世纪的热力学知识为基础、认为人类迟早会灭亡的观点到底谁能胜出呢?

因此,就让我们都拭目以待吧,就像爱因斯坦在写给一个对世界命运感到忧虑的孩子的信中所说的:“至于谈到世界末日的问题,我的意见是:等着瞧吧!”

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