读保尔•戴维斯《宇宙的最后三分钟》(四)

最后时刻

--读保尔•戴维斯(四)

根据大爆炸理论,宇宙的结局如何,取决于两个力量的较量。一个是宇宙的膨胀速度,一个是宇宙的总引力。如果膨胀速度大于引力,星系就会克服宇宙中所有其他物质的总引力而逃逸出去,膨胀将会永远持续。如果膨胀速度太低,膨胀最终会停下来,宇宙开始收缩。#读书笔记•科普#最后时刻——读保尔•戴维斯《宇宙的最后三分钟》(四)。

结局之一

假如宇宙永远膨胀下去,在非常非常遥远的未来,譬如说1亿亿亿年以后,恒星已燃烧完毕,宇宙一片黑暗。宇宙中的普通物质已经消失,所有的黑洞都已蒸发。黑洞的大部分质量变成了光子,一部分以中微子形式出现。而在最后爆炸中发射出来的极小部分质量会以电子、质子、中子和一些较重粒子的形式存在。较重的粒子会很快衰变,中于和质子的衰变则慢得多,结果留下来的是少量的电于和正电子,还有其他一些粒子,它们便是我们今天所看到的普通物质在最后时刻剩下的残留物。

宇宙成了一锅薄得令人难以置信的粒子稀汤,其中有光子、中微于及数量在逐渐减少的电子和正电子。

这些粒子作着极其缓慢的运动。#读书笔记•科普#最后时刻——读保尔•戴维斯《宇宙的最后三分钟》(四)。慢到什么程度呢--

电子和正电子会自行组合而形成一种微原子,称为偶电子素。它们相互间在电吸引力束缚下,环绕它们的公共质心作轨道运动,跳起一场死亡之舞。然后,两个粒子作旋涡式运动,并碰到一起而发生湮没。由于几乎不受任何干扰,电子和正电子可以在巨大的轨道上束缚在一起,其轨道直径会有好几万亿光年!大部分电子和正电子形成偶电子素需要1071年,它们 100万年才移动1厘米,完成旋入过程所需的时间为10116年。

最终,粒子彼此间分离得越来越远,宇宙荒凉而又空虚。它已走完了自己的历程,任何基本物理过程再也不会发生了,不会再出现任何重大事件来打破宇宙那空虚荒凉的状态。

19世纪,有物理学家从热力学第二定律引出[热寂"论,认为宇宙的能量保持不变,宇宙的熵将趋于最大值,在这一进程中,一切物理的、化学的、生命的等等多种多样的运动全部转化为热运动,最终达到处处温度相等的热平衡状态,任何变化都不会再发生,宇宙处于永恒的死寂状态。

两种理论,一个结果。

结局之二

膨胀停止,宇宙就像一只扔向空中并已到达轨道顶点的小球那样,开始缓慢地向内下落。过35亿年,宇宙的尺度会减小一半,并且不断地加速减小。再100亿年后,宇宙背景热辐射温度上升到绝对温标200开,像地球这样的行星就很难把热量释放出去,它会越变越热,所有的冰冠或冰川都会融化,然后海洋开始蒸发。

再过4000万年,背景辐射温度会达到今天地球的平均温度。那时,地球将完全不适合人类居住,人类也没有任何别的地方可去。

接着宇宙以一种狂热的步伐坍缩,每过几百万年尺度就会缩小一半。所有还存在的星系都已并合到一起,不能再加以识别。

最后坍缩阶段,宇宙热辐射变得非常强,天空发出淡红色的辉光,漆黑的宇宙变成一个无所不包的熔炉,红色的辉光渐渐地变成黄色,然后是白色。这时宇宙发生明显变化的时间只需要10万年,然后只要1000年,接下来是100年。温度上升到几百万开,然后是几十亿开。分布在今天浩瀚空间中的物质被挤入很小的体积内。

最终,温度变得极高,物质被剥离得成了一锅均匀的基本粒子汤。与前一结局相比,这可是一锅极浓的汤。

最后几个微秒,引力毫不留情地把物质碾得粉碎,一切有形的东西统统都被消灭,包括空间和时间,宇宙又回到了它出生时的那个奇点。

物理学家托马斯•戈尔德提出,在宇宙的收缩阶段,时间也许会倒流。这种倒流包括在那段时间内所有生物的大脑功能,使他们对时间的主观感觉也倒过来。所以,收缩阶段的居民不会观察到他们周围的每件东西在[往回跑",而应有着与我们相同的感觉,即感觉到的是向前的事件流。例如,他们会发觉宇宙在膨胀而不是收缩。在他们看来我们的宇宙正处于收缩阶段,而我们的大脑则是在倒退着处理问题。

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