此時此刻,暗能量正在推動宇宙加速膨脹,數萬億年后,恒星將停止形成,所有物質都將被鎖在黑洞中,最終霍金輻射還會導致黑洞的瓦解,數千萬億年后,宇宙將完全空無一物、冰冷無比,它將永遠處于絕對零度,變成一個冰冷黑暗的煉獄。
這個宇宙結局,被稱為大熱寂,但它反映出的其實是一個更深刻的宇宙規律,而且這條規律就在我們身邊,它就是熵增定律。
簡單來說,熵就是指一個系統的混亂程度,熵增就是一個從有序變得混亂的過程,比如一間屋子沒人打掃越來越臟,一個杯子摔碎變成碎片,這背后都是熵增,而且這種過程是不可逆的,因為你不論是打掃屋子,或者是復原杯子,都需要額外付出更多的熵增才行,熵增本身是無法被自動逆轉的。
由于宇宙本身就是一個孤立系統,所以按照熵增定律,一切有序的東西,比如恒星,星系,黑洞,最終都會因為熵增而變得混亂,因此恒星會熄滅,星系會解體,黑洞會蒸發,雖然包括人類在內的宇宙智慧文明,會不斷降低宇宙某個區域的熵值,但這只是暫時的,宇宙本身的混亂仍然是不可逆的。
不過諾貝爾物理學獎得主,英國科學家彭羅斯認為,宇宙有可能不會熱寂,因為暗物質和暗能量造成的宇宙膨脹,可能只是一種暫時的現象,未來某一時刻引力會重新占據主導作用,讓宇宙加速膨脹變成減速膨脹,然后是停止膨脹,最終宇宙將從膨脹狀態變成收縮狀態。
在這種情況下,以前遠離地球的星系都會不斷靠近地球,我們能觀測到的星系數量也會越來越多,宇宙的物質密度也會越來越大,理論上來說,宇宙物質的不斷堆積最終會生成一個超級黑洞,此時宇宙已經又處于奇點狀態了,有可能再來一次新的宇宙大爆炸,產生一個全新的宇宙。
這種循環宇宙理論,雖然目前還沒有被觀測到真實存在的證據,但它從本質上解決了宇宙從無到有的問題,一次次膨脹和收縮都是一個個新的宇宙,里面的宇宙規律也都不同,也許在現在這個宇宙里,人類就是唯一的文明。
有科學家認為,熵增不可逆的原因在于我們的宇宙只有一個時間軸,即時間只能向未來流動,而不能回到過去,如果上一個宇宙,或者說下一個宇宙,里面有兩條時間軸構成的平面的話, 過去和未來就會變成一種自由選擇的狀態,熵增在這種宇宙里就能被逆轉。
不過現代物理學最大的特點就是超前于時代,現階段的各種理論可能要等到幾百年后才能被驗證,甚至直到現在,物理學家們也沒完全驗證一百多年前愛因斯坦的相對論,比如蟲洞和白洞就還沒找到,已經被確認存在的引力波和時間膨脹,也由于目前的技術水平達不到而遲遲無法應用,所以理論領先于技術是常有的事。
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