打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
《宇宙的最后三分钟》:揭秘宇宙的最终时刻,探寻智慧生命的未来

随着对宇宙起源的了解逐渐深入,我们对宇宙将如何结束表现出越来越强烈的好奇心。宇宙的终极命运是什么,它会永远消失吗?到那时,人类的命运又将如何?

  

在《宇宙的最后三分钟》里,作者保罗·戴维斯带领我们探索了“宇宙将如何走向终结”这一终极命题。本书由十一章构成,大致可以分为三个部分:第一部分讲述了宇宙的起源,第二部分引入了探索宇宙终结命题所必需的宇宙学和物理学的相关概念,第三部分介绍了几种关于宇宙末日图景的不同观点。

影响宇宙的命运的因素

宇宙的命运是由膨胀和塌缩的速度来决定的。如果膨胀占据上风,那么宇宙将会一直膨胀下去;如果塌缩最终取得了优势,那么宇宙将在经历了一段时间的膨胀后转入收缩模式,最后消失在一个奇点里。

宇宙的膨胀

宇宙处于一个不断膨胀的过程当中。有力的证据是星系的红移现象。宇宙大爆炸发生在数十亿年之前。大爆炸是空间、时间、物质和能量的起源。宇宙的膨胀不是线性的,宇宙不是匀速涨大的。这可能是反引力造成的结果。宇宙仅仅只花了三分钟,就生成了大多数的物质。物质慢慢聚集成为恒星和星系。

宇宙的塌缩

引力抵抗着内部压缩气体的强大压力,避免了恒星的崩塌。同时引力也将恒星引向末日。随着核燃料的消耗,恒星的内部区域将不再产生热量,于是引力将逐渐占据上风,恒星将在万有引力的作用下急速收缩,直至原子核都被压碎。当引力达到极致,就会面临一场爆发,恒星将会以极高的亮度持续发光数周,这就是超新星。爆发后恒星的内核会保留下来成为中子星或者黑洞。

宇宙最终是膨胀还是塌缩取决于膨胀速度和宇宙总引力的大小。

如果宇宙的膨胀速度足够大,那么膨胀就会克服引力的作用永远持续下去。而如果膨胀速度太慢,那么引力将最终占据上风,膨胀将会停止,宇宙就会开始塌缩。宇宙的膨胀速度可以通过观察红移现象得出。而根据万有引力定律,宇宙总引力的大小取决于宇宙的总质量。我们可以通过测算太阳的质量来估算出宇宙可见物质的总质量,不过还需要加上宇宙中不可见的天体、尘埃和气体,以及暗物质。通过引力透镜效应,天文学家们估算出了暗物质的总量范围。这与恰好能够阻止宇宙继续膨胀下去的最小质量,处于同一范围。所以我们目前无法比较宇宙的质量和这个临界质量的大小,也就无法确定宇宙是否会永远膨胀下去。

关于宇宙的命运的猜想

第一种假设,膨胀结局

在宇宙膨胀的过程中,引力将会与膨胀开始互相抗衡。死亡的恒星将会靠近其他死亡的恒星或者黑洞,从而开始吞噬与合并。除开黑洞,宇宙中还会有一些其他物质继续存在,而这些物质也会逐渐衰变消失。宇宙的背景辐射将会一直存在,并随着宇宙的膨胀逐渐成为可以忽略不计的背景。而其他普通物质将全部消灭,所有黑洞也会蒸发殆尽,最后只剩下一些电子和正电子。宇宙退化持续的时间长到远超出我们能够想象的范围。

人类可以利用这段时间发展星际移民技术,同时他们也会通过基因工程对自身进行改造,以适应不同星球的特殊环境。然而,无论技术如何发达,人类后代仍将受制于物理学的基本规律。他们面临的威胁来自于宇宙中可用能源的持续性消耗。信息处理需要消耗能量,所有智慧生物最终都逃不过能源危机。不过这可以通过在信息处理和休眠中取得平衡来间接地回避。

第二种假设,收缩结局

宇宙从膨胀到最大值之后就会开始收缩,而塌缩的速度就会开始加快,之后每过几百万年,宇宙的尺度都会缩小一半。而宇宙的温度也将开始持续升高。空间和物质将被无限压缩。原子核将会解体,物质成为一锅均质的基本粒子浓汤。在几秒钟内除了黑洞以外的所有结构都将不复存在。在宇宙的终极末日来临前,黑洞也开始相互融合。在最后时刻,引力引发的向内收缩会聚的冲击波将在奇点处粉碎一切物质,包括空间和时间本身。这就是宇宙的末日。

对于人类而言,主观时间取决于我们新陈代谢的速率和处理信息的速度。人类可以不断加快思考的速度,来应对不断趋近的世界末日。只要有足够的能源,我们就可以赢得时间。而对一个不断塌缩释放能量的宇宙来说,能源永远不是问题。不过有一种理论指出,我们的宇宙可能并不处于稳定的低能级状态,而是处于一种脆弱的高能级状态之中。一旦在某处发生了所谓的“真空衰变”就会引发可怕的后果。同时人类对宇宙的认识受到光速的限制,即所谓的“过去光锥”效应。因此我们并不清楚真空衰变会在何处发生,从而经历突然死亡。

第三种假设是,反弹结局

宇宙将没有真正的开始和结束。宇宙每经历一次新的循环都会演化出新的结构和系统。不过这一理论同样有其缺陷,宇宙需要在塌缩的后期以一个非常高的密度进行反弹,并且一些物理过程也会破坏每一次膨胀和塌缩的对称性。这就让塌缩循环理论中周而复始的状态不再完美。

以上就是人类对宇宙末日所做的探讨。宇宙或许不会永恒存在,因为永恒的存在就意味着宇宙没有什么终极目标。而如果没有终极目标,那宇宙的存在还有意义吗?或许当宇宙最终走到最后三分钟的时候,人类后代能够找到宇宙存在的真正意义。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
奇谈怪论,黑洞狂想曲
黑洞里面是什么 不可思议的引力
带你了解宇宙末日“大冻结”的全过程,超乎想象的漫长!
《宇宙的未来》解读与探究
黑洞是宇宙中最可怕的天体,那“人造黑洞”会对地球产生威胁吗?
一个颠覆认知的理论,人类生活的宇宙,其实是一个巨大的黑洞?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服