怎样拯救注定要灭亡的宇宙?

来源: 《大科学》杂志

发布日期: 2015-08-17 08:47:33

本文探讨了宇宙的命运,分析了地球、恒星和整个宇宙的灭亡过程,并提出了可能的解决方案,包括寻找新的居住地和逃离现有宇宙。

我们注定要灭亡的!不管我们多么努力地使自己生存并繁衍下去,但这一切都将是徒劳的。我们有能力解决气候变化问题,处置我们的核武器,防止杀人的人工智能的出现,但是我们灭亡的日子最终还是会到来的。这一切都来自物理学法则。因为我们的家园——地球、太阳系以及整个宇宙——是有着有限的寿命的。所以一切都将毁灭。宇宙可能毁灭在一场巨大的爆炸之中,也有可能毁灭在一场巨大的撕裂之中。

但根据目前的观测结果显示,宇宙更有可能走向令人沮丧的黑暗时代——任何天体、任何原子都将而不复存在,宇宙最终变为空旷之地,黑暗且寒冷。

地球的末日我们先从地球来开始分析。地球的年龄大约有46亿岁了,这个年龄与太阳和太阳系其他的天体差不多。太阳几乎是我们生活中所需的所有光和热的来源,而它正处在中年时期。这似乎表明,地球的生命还有40多亿年可以快乐地生活下去。但事实并非如此。

当太阳逐渐消耗自己的氢燃料时,它会变得越来越热,最终这种变暖的趋势会威胁到地球上的生命。在未来,每过1000年,地球的平均气温将升高几摄氏度。几亿年后,赤道附近的海洋表面温度将逼近80℃,地球的大部分地区将无法居住。

恒星的灭亡那么恒星呢?没有恒星,就不能提供能量,生命也就无法维持下去。但遗憾的是,每个恒星的寿命都是有限的。大个的恒星的寿命从几千万年到几十亿年,小个的恒星的寿命可超过上万亿年。

虽然现在新一代的恒星还会不断诞生,但最终宇宙所有形成新恒星的原料都会耗尽完。最后一批恒星将是低质量恒星,即红矮星,一种宇宙中最常见的恒星,其数量占了整个宇宙的85%左右。红矮星具有超长的寿命,一些红矮星会持续到20万亿年左右,超过太阳寿命的4000多倍。

宇宙的终结恒星没有了,那么宇宙呢?对此,我们面对的是一个未知的领域,我们不能完全确定将会发生什么,但可以推测。

一种观点认为,宇宙应该有足够多的物质(包括暗物质)和能量,通过引力作用减缓宇宙的膨胀,直至停止,然后宇宙会反过来发生收缩,如同宇宙大爆炸的反演。这个结局叫做“大挤压”。除了大挤压这种结局以外,还有一种观点认为,目前这种使得宇宙加速膨胀的暗能量,可能会在某一天变得更为强大。有的科学家分析,变得更为强大的暗能量(被称为幽灵能量)会把整个宇宙完全撕裂,一个原子一个原子地进行撕裂。

寻找新的居住地那么,我们还能做什么?生命就应该接受这种悲伤的命运吗?我们能做到推迟——也许无限期地推迟——这种灭亡的命运吗?这听起来难度巨大,但是如果我们什么也不做,那么我们必将面临必死的命运。我们首先可以避免因太阳的变化而走向灭亡。随着太阳变暖,我们可以搬到离太阳更远的地方,例如移民火星,或者去木星或土星的卫星上。

逃离这个宇宙有的科学家认为,当我们的宇宙不再适合任何生命生存时,可以简单地移居到一个新的宇宙之中。未来的人类在黑暗时代来临之前,将不得不制定这个长久的逃离计划。移居到新的宇宙将是我们唯一的希望。科学家认为,既然宇宙的诞生是一个自然的事件,那么它必定遵循一定的物理学规律,足够先进的智慧文明将有能力根据这些规律制造一个新的宇宙。

而且,主流的宇宙学家认为宇宙不止有一个,宇宙大爆炸只是发生在整个更大时空中的一部分,这就是说,和我们一样的宇宙很多很多,我们的宇宙灭亡了,我们可以制造出一个虫洞,来抵达另一个宇宙。

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