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核聚变不可逆,当粒子全部“烧”完,宇宙会怎么样?

一直以来,宇宙总是和永恒联系在一起,因为人类总是认为宇宙是永恒的存在。当然了,这样认为并不是找到了宇宙永恒存在的确凿证据,只是纯粹地想这样认而已,就像人类有生老病死,但这件事谁都难以接受一样。

但是到了近代,这个存在数万年的宇宙观却被一个人改变了,他就是爱因斯坦。爱因斯坦提出的相对论让人们能够窥探宇宙更深层次的真相,也从根本上改变了人们的宇宙观。

而相信许多人不知道,在人们感叹相对论的伟大时,相对论的提出者爱因斯坦,却开始怀疑相对论的正确性,这是为什么呢?

原来,在广义相对论的引力场方程完成之后,爱因斯坦惊讶地发现,根据这个方程所描绘出来的宇宙,竟然是一个在不断膨胀的宇宙。这个违反常理的发现很自然地让爱因斯坦觉得方程出现了错误,因为宇宙应该是永恒的存在,怎么可能像气球一样膨胀。

爱因斯坦对这个问题思考了很久,但是仍然找不到究竟是哪里出错了,于是不得已在方程中加入了一个常数,使得方程中推导出来的宇宙是“稳定”而非“膨胀”的。

后面发生的事情相信大家也都知道,哈勃在研究星系的时候发现了“红移现象”,从而证明了宇宙在不断膨胀,同时也证明爱因斯坦并没有错。也正是从这个时候开始,人们不得不接受宇宙正在膨胀的实事,虽然这个实事极为颠覆世界观。

看到这里相信许多朋友心中会出现一个疑问:宇宙是否会无休止的膨胀下去呢?而如果宇宙一直膨胀,那么它的结局又是什么呢?事实上,根据科学家的计算和观察,宇宙并不会无休止的膨胀下去。之所以得出这个结论主要是“宇宙微波背景辐射”的功劳。

在根据宇宙微波背景辐射建立起宇宙模型之后,科学家们发现现在的宇宙密度,要远远低于“临界密度”,同时科学家们还认为,宇宙未来会处于反复收缩和膨胀的状态中,这也就意味着宇宙是否膨胀,和它的最终结局几乎没有什么关系。

那么问题来了,宇宙的结局究竟会是怎么样的呢?其实想要知道这个问题的答案,首先要明白宇宙中一个非常重要的属性——不可逆性。试想,如果宇宙中所以的事情都可以逆转,那么宇宙也就不存在最终结局这个说法,就像人如果能够返老还童,那么死亡也就没有了意义。

而无论是从恒星的“燃烧”方式来看,还是从热力学中“熵”的角度来看,不可逆都是宇宙中的“铁律”。

我们都知道整个太阳系能量几乎都来自太阳,在整个宇宙中也是如此,最主要的能量输出方式就是恒星“燃烧”。

目前宇宙中部分恒星的“燃料”都是氢元素同位素,只有极少数恒星的燃料是氦元素以及之上的同位素,而燃烧到铁元素的恒星更是极少中的极少。之所以目前恒星的“燃烧”是这种情况,主要是因为我们的宇宙还很“年轻”。

虽然说宇宙现在还很年轻,但是总归会有“老去”那天,那么宇宙老去的过程是什么样的呢?或者说宇宙未来会怎么样发展呢?

当然了,如果要说清楚这个过程中的诸多细节,肯定是不可能的,毕竟人类对于宇宙系统科学的研究不过数百年的时间,但是通过以小见大的方式来推算宇宙未来发展的大方向还是能把握的。

根据科学家的推算,再过100万亿年,宇宙中的所有恒星将全部“燃尽”,届时宇宙中只会存在密度超大的中子星和黑洞。

大约再过3后面加43个“0”年之后,仅存的中子星也将全部演化为黑洞,也就意味着黑洞将成为宇宙中唯一的天体类型。

再过10的后面加上100“0”年之后,宇宙中仅存的黑洞也会因为霍金辐射而慢慢蒸发殆尽,宇宙中所有的物质都会以亚原子状态,极为均匀地分布在整个宇宙中,而这个时候宇宙任意角落的温度都是一样的,也就是科学家们经常提到的“热寂”。

或许你会认为宇宙这个结局有些天方夜谭,但是实际上这个理论是所有描述宇宙结局的理论中,认可人数最多的一个理论。

这个结果确实让人有些许难以接受,谁能想到灿烂如斯的宇宙竟然会在最后变成一片死寂呢?不过从某种角度来看,宇宙这种结局似乎有些违反直觉。

当然了,站在更高的角度来看,人类研究宇宙不过几百年的历史,真正踏足宇宙不过半个世纪而已,而宇宙已经存在百亿年,所以说目前研究出来的宇宙结局,是不是宇宙最终的结果谁也无法保证,毕竟认可人数多并不代表就一定是真理。

所以除了“热寂”理论以外,还有一些描述宇宙结局的理论,但是这些理论从某种层面上来说却和“热寂”相反,它们认为宇宙并不存在所谓的“结局”。

其中有名的就是“庞加莱回归定理”,该理论认为,任何一个粒子在足够长的时间内,必将回到一个无限接近但是又不等同于现在位置的点。也就意味着,如果给宇宙足够长的时间,那么它必将会回到一开始的样子。

总的来说,关于宇宙的结局没有人能给出一个确定的答案,但是你也别认为研究宇宙结局没有意义,实际上这对我们找到和理解宇宙的本质有着极为重要的作用。

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来自:wenxuefeng360  > 物理
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