10万亿年后的宇宙:恒星熄灭黑洞蒸发,只剩下绝对零度

10万亿年后的宇宙:恒星熄灭黑洞蒸发,只剩下绝对零度
2024年10月29日 16:51 宇宙-观察

此时此刻,暗能量正在推动宇宙加速膨胀,数万亿年后,恒星将停止形成,所有物质都将被锁在黑洞中,最终霍金辐射还会导致黑洞的瓦解,数千万亿年后,宇宙将完全空无一物、冰冷无比,它将永远处于绝对零度,变成一个冰冷黑暗的炼狱。

这个宇宙结局,被称为大热寂,但它反映出的其实是一个更深刻的宇宙规律,而且这条规律就在我们身边,它就是熵增定律。

简单来说,熵就是指一个系统的混乱程度,熵增就是一个从有序变得混乱的过程,比如一间屋子没人打扫越来越脏,一个杯子摔碎变成碎片,这背后都是熵增,而且这种过程是不可逆的,因为你不论是打扫屋子,或者是复原杯子,都需要额外付出更多的熵增才行,熵增本身是无法被自动逆转的。

由于宇宙本身就是一个孤立系统,所以按照熵增定律,一切有序的东西,比如恒星,星系,黑洞,最终都会因为熵增而变得混乱,因此恒星会熄灭,星系会解体,黑洞会蒸发,虽然包括人类在内的宇宙智慧文明,会不断降低宇宙某个区域的熵值,但这只是暂时的,宇宙本身的混乱仍然是不可逆的。

不过诺贝尔物理学奖得主,英国科学家彭罗斯认为,宇宙有可能不会热寂,因为暗物质和暗能量造成的宇宙膨胀,可能只是一种暂时的现象,未来某一时刻引力会重新占据主导作用,让宇宙加速膨胀变成减速膨胀,然后是停止膨胀,最终宇宙将从膨胀状态变成收缩状态。

在这种情况下,以前远离地球的星系都会不断靠近地球,我们能观测到的星系数量也会越来越多,宇宙的物质密度也会越来越大,理论上来说,宇宙物质的不断堆积最终会生成一个超级黑洞,此时宇宙已经又处于奇点状态了,有可能再来一次新的宇宙大爆炸,产生一个全新的宇宙。

这种循环宇宙理论,虽然目前还没有被观测到真实存在的证据,但它从本质上解决了宇宙从无到有的问题,一次次膨胀和收缩都是一个个新的宇宙,里面的宇宙规律也都不同,也许在现在这个宇宙里,人类就是唯一的文明。

有科学家认为,熵增不可逆的原因在于我们的宇宙只有一个时间轴,即时间只能向未来流动,而不能回到过去,如果上一个宇宙,或者说下一个宇宙,里面有两条时间轴构成的平面的话, 过去和未来就会变成一种自由选择的状态,熵增在这种宇宙里就能被逆转。

不过现代物理学最大的特点就是超前于时代,现阶段的各种理论可能要等到几百年后才能被验证,甚至直到现在,物理学家们也没完全验证一百多年前爱因斯坦的相对论,比如虫洞和白洞就还没找到,已经被确认存在的引力波和时间膨胀,也由于目前的技术水平达不到而迟迟无法应用,所以理论领先于技术是常有的事。

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