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宇宙究竟會如何終結?

  關於宇宙的終極宿命,這一直以來都吸引著大量哲學家和科學家的思考。在科學上,隨著科學邊界的不斷擴張,對這一問題的認識也在不斷更新。

  最初,科學家基於熱力學第二定律,提出了宇宙將終結於所謂的熱寂。熱寂說的前提條件是宇宙是一個孤立的系統。作為一個孤立系統,宇宙中的熵將不斷增加,經過漫長的時間后達到最大值。此時,所有的恆星早已熄滅,任何地方的溫度完全一致,達到熱平衡。這意味著宇宙徹底淪為一潭死水,不再會有任何可能性發生,只剩一片死寂。

  在很長的一段時間裡,熱寂說似乎成了宇宙終結的不二之選。直到愛因斯坦的廣義相對論橫空出世,科學家才發現宇宙的終極命運可能要撲朔迷離得多。

  廣義相對論徹底顛覆了人類對宇宙的認識,也為宇宙學奠定了理論基礎。愛因斯坦的這一系列方程組中蘊藏了大量的宇宙奧秘,而前蘇聯的宇宙學家亞歷山大·弗里德曼則似乎從中窺見了宇宙的命運。在對宇宙作出各向同性和均勻性的簡化假定后,愛因斯坦方程的解給出了宇宙命運的三種情形。

  當宇宙物質的平均密度大於臨界密度時,引力將佔據上風,最終扭轉宇宙膨脹的趨勢,然後開始收縮,這就是所謂的宇宙大收縮。大收縮是一個異常恐怖的過程,隨著收縮的進行,溫度不斷升高,整個宇宙將變成火葬場,所有一切都將葬身火海。

  對此,劉慈欣在短篇科幻《坍縮》中做出了一個有趣的設定——宇宙收縮的不只是空間,還有時間,於是時間出現了倒流。

  另外,有些科學家還提出,宇宙在收縮后可能再次發生大爆炸,出現大反彈,開啟新的一個輪迴,甚至如此周而復始,這被稱為振蕩宇宙理論。

  當宇宙物質的平均密度小於臨界密度時,引力始終無法抗拒宇宙膨脹,膨脹將一直繼續下去,最終整個宇宙的溫度趨向絕對零度,形成大凍結。

  當宇宙物質的平均密度恰好等於臨界密度時,事情就變得非常微妙了。宇宙的膨脹速度將無限趨向於零,但又永遠不可能為零,就這樣走向天荒地老,最終多半也會淪為大凍結。

  這樣看來,宇宙的宿命似乎就如同一曲冰與火之歌。在20世紀里,科學家們一直想弄清最終是冰還是火,但一直懸而未決。然而,到了20世紀末,一個驚天大發現令宇宙的命運又有了新的走向。

  1998年,三位物理學家發現了宇宙加速膨脹的證據,震撼一時,他們因此共同榮膺了2011年的諾貝爾物理學獎。為了解釋宇宙的加速膨脹,科學家提出了暗能量的假說,認為宇宙加速膨脹是受到真空中一種神秘能量驅動的結果。而這也使得宇宙最終可能面臨大撕裂的悲慘命運。

  未來,隨著人類認知的不斷提升,宇宙或許還會有新的死法。



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