宇宙如何終結?10^10^10^56年後,進入最低能量狀態

天空之城 2020/10/08 檢舉 我要評論

宇宙,一個包羅萬象的概念,人類創造的字詞中最大的一個,沒有任何一個詞比它更大——所有的字詞,所有的一切都包羅在宇宙之中,如果你能找出一個宇宙之外的東西,明年的諾貝爾獎就在向你招手了——很遺憾,今年的剛剛發完,沒機會了。

那麼,宇宙的未來,或者說宇宙的終點究竟是什麼呢?

雖然誰也沒法進行實驗,不過通過數千年來的觀察,尤其是望遠鏡發明後科學家們對宇宙深處的觀測,理論物理學家們已可通過數學模型對宇宙進行詳細的研究,宇宙可能的最後歸宿也漸漸趨於可知。

宇宙的第一種可能歸宿是趨於熱寂

根據近年來的觀察,宇宙正在加速膨脹,如果就這樣一直無限地膨脹下去,終有一天,宇宙中所有恒星都會燃盡最後的火焰,所有有效能量都全部轉化為熱能,所有物質溫度會達到熱平衡,再沒有任何可以維持運動或生命的能量存在。

10^15年後,行星將會逐步脫離軌道;

10^16年後,恒星也會脫離原始軌道;

10^40年後,組成物質的基礎粒子質子可能會完全衰變,黑洞將佔據宇宙的主導地位;

10^100年後,絕大多數黑洞都已蒸發完畢,宇宙進入黑暗時代;

10^150年後,最後殘餘的黑洞也將蒸發完畢,所有物質都衰變成光子和輕子,宇宙進入光子時代;

10^10^10^56年後,宇宙進入最低能量狀態,之後會發生什麼目前並不清楚。

一種猜想是宇宙可能永遠停留在這種真正意義上的熱寂狀態,量子事件將會成為宇宙主宰;一種可能是發生新的大爆炸,創建另一個宇宙。

還有一種說法稱,近乎無限的時間,將讓量子隧穿的幾率從幾近於零變成接近於1,量子效應導致的核聚變將會使所有小於鐵的物質都融合成鐵56,而自發裂變和核衰變也會使大於鐵的物質衰變成鐵,宇宙在10^1500年後就將完全成為冰冷的鋼鐵世界,一顆顆冰冷的鐵星遊蕩在黑暗的宇宙中,並一直持續到10^10^76年。

這其中也有一種可能,從10^10^26年到10^10^76年,量子隧穿會將鐵星變成黑洞,或者坍縮成中子星。然而在這樣的時間尺度上,黑洞最終還是會完全蒸發,中子星也會爆發並重複以前的過程,所以無論如何到10^10^76年後,宇宙將變成一個幾乎完全純淨的真空,並慢慢冷卻到絕對零度。

宇宙的第二種可能歸宿是大坍縮

宇宙將會回到奇點狀態,重新開始新的大爆炸。

在這種情況下,宇宙的膨脹速度將會逐漸減慢,最終在引力的作用下,在某一個時間點,所有的星系都將開始收縮。

這就產生了一種有趣的觀點,這個觀點認為在宇宙收縮的時候,時間將會倒流,所有歷史都將嚴格反向演繹,就像錄影帶倒帶一樣,過去變成未來,人生從老年開始,逐步回到嬰兒時代。這種簡單的時光倒流宇宙估計是不屑為之的,我的看法也和宇宙略同。

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