宇宙的终极命运问题,很多科学家已经对此做出了研究。那么宇宙的未来究竟是什么样子的?宇宙是否会灭亡?宇宙灭亡后是什么样子的呢?

当我们仰望星空
看到满天的繁星和浩瀚的宇宙
除了感叹宇宙的广阔和壮观外
你会不会思考一个问题
这个宇宙有没有尽头
如果时间走到了最后一刻
宇宙是否也会灭亡呢
宇宙的灭亡
关于宇宙的终极命运问题
已经被很多科学家思考过了
并且做了细致的研究
小小的人类
凭什么对宇宙的生死盖棺定论呢
这就是人类既渺小又伟大的地方
我们通过研究自然界的规律
找到和宇宙演化的共通性
来以小见大
洞悉宇宙的未来
所以
要搞清楚宇宙是否会灭亡
就要提到一个重要的概念

熵是物理学中一个概念
但对于很多人来说
这是一个很难理解的东西
首先它的定义是
熵是一个系统的混乱程度
一个系统越混乱
其熵就越大
叫做熵增(加)
系统越是有序
熵就越小
叫做熵减(少)
所以熵并不是一个具体的东西
而是一种混乱指数
是一种自然界的发展方向
热力学第二定律告诉我们
熵永远随着时间而增加
因为时间不可逆
所以熵也不可逆
熵是永远增加的
或者说时间流动的方向本质
就是熵增加的方向
这就是熵增理论
也就是说
在一个封闭系统中
如果没有外力干预
其熵值(即总混乱度)
会不断增大
这里的前提就是封闭系统
前提就是无外力干预
比如我们的房间如果不收拾
随着时间的流逝
房间就会越来越乱
那么房间的混乱程度
也就是熵会不断增加
我们的手机
如果不进行清理
垃圾会越来越多
系统就会越来越卡
这里的房间和手机
都是一个封闭系统
如果我们想让房间清洁
就必须来打扫
而打扫就是一种外力干预
如果我们想让手机顺畅
就必须清理垃圾或者卸载应用
那么这种行为也是一种外力干预
人体的生长过程
就是一个熵增的过程
在人体这个封闭系统内
人体的各个器官必须有序的配合
才能保证人体的运转
但随着时间的流逝
人体的器官会逐渐衰老
这样各个器官的工作就会越来越混乱
最终达到熵的极限
也就是人体的死亡
所以人从生到死就是一种
熵不可逆的表现
在宇宙大爆炸的初期
我们的宇宙处于低熵状态
也就是最低的混乱度
随着宇宙的膨胀和逐渐冷却
宇宙中的混乱度开始逐渐增加
也就是熵开始增加
到了目前的多亿年后
宇宙的混乱度也就是熵值
达到了较高的水平
如果继续发展下去
在几十亿年
几百亿年甚至几千亿年后
当宇宙的熵达到了极限之后
宇宙的所有有效能量
全部转化为了热能
所有的物质温度都达到了热平衡
这种状态就叫做热寂
所以这种理论也叫做
宇宙热寂理论(Heatdeathoftheuniverse)
这个时候
宇宙中再也没有任何
可以维持运动的能量存在
整个宇宙一片漆黑
宇宙也就死亡了
亿年后
太阳核心的氢元素消耗殆尽
内部的氦元素被点燃
发生氦聚变
外层大气会被吹走
太阳就像一个气球一样慢慢变大
体积增大到目前的倍
变成一颗红巨星
届时
地球等其它行星都将被太阳吞没
地表上最后的文明遗迹也会
灰飞烟灭
地球将彻底和太阳融为一体
亿年后
宇宙中所有恒星能量都消耗殆尽
宇宙只剩下了白矮星
棕矮星
中子星和黑洞
此时唯一能发热的天体
或许就是刚形成的中子星
和白矮星了
这个时候
任何幸存的文明
将会依靠在白矮星周围
以获取最后的保护
亿年后
宇宙各个星系中心的超大质量黑洞
开始吞噬剩下的
白矮星和中子星
宇宙中最后一颗天体也消失了
整个宇宙中只剩下
黑洞这一种天体
亿年后
连黑洞都无法跳脱蒸发的命运
根据霍金效应
这些质量是太阳万亿倍的
超大质量黑洞开始衰变
这个过程是非常漫长的
最终黑洞以猛烈的爆发而终结
黑洞将释放出所有
被它吸收的物质
所有粒子都将得到大赦
这就是黑洞的死亡
的次方年后
宇宙中所有的黑洞全部蒸发完毕
这个时候宇宙将会是一片黑暗
所有能够发光的天体都不存在了
宇宙的膨胀开始减缓直到停止
宇宙中实时的活动几乎没有
唯一的活动是随机的
亚原子粒子在宇宙中跳动
但最终它们也将消失
宇宙的熵值达到最高
宇宙将会是一片漆黑
一片宁静和一片虚无
而此时
连时间也消失了
因为时间是和空间辩证统一的
当空间消失时
时间也就失去了存在的意义
但是
这就是宇宙的灭亡了吗
我们很想知道
之后还会发生什么
这个问题
其实早在上个世纪年代
就已经有人给出了答案
而且这种答案获得了
科学界的部分认同
这就是美国科幻作家
阿西莫夫的神作《最后的问题》
虽然是一部科幻小说
但是阿西莫夫用抵达了
宇宙和时间尽头的描述方式
为我们提供了一种
研究宇宙终极命运的思考
让我们来看看在
阿西莫夫的口中
宇宙的终极命运是什么样

人类即将步入一级文明的门槛
两位工程师正在为一台名为
Multivac的超脑做着维护工作
这台超脑是人类倾尽所有资源
建造的有史以来
最强的人工智能计算机
为人类最先进的飞船提供航行路线
为人类探索地外星球
立下了汗马功劳
这台超脑可以自行学习和升级
而随着时间的推移
它已经可以解决一些
较为困难的问题了
这台超脑已经帮助人类
实现了太阳能量的储存
转化和直接利用
这通常是二级文明才能做到的事情
也因此人类彻底停止了对煤炭
石油等自然资源的利用
同时人类关掉了核反应堆
开始使用太阳这个巨大
清洁和高效的能量体了
而利用太阳的能量
只要打开连接
太阳的空间站开关即可
这个空间站直径一英里
在月球和地球距离的一半处
环绕着地球运行
看不见的太阳的光束
从这里射向地球
支撑着整个地球社会的运转
得益于巨大的能量
人类的社会以
前所未有的速度高速发展
而超脑就位于这个空间站内
那两名工程师就在这里
对超脑进行着维护
有一天,这两位工程师正在聊天
其中一个说
有了太阳
我们就有用不完的能量了
足够我们永远永远用下去的能量
另一个人反驳说
不可能是永远
因为太阳也有熄灭的一天
到那时候
除非我们可以利用掉
宇宙中的所有恒星
那才能说是永远
这些宇宙中的能量
用完后就消失了
宇宙中的熵
总是增加的
而且是不可逆转的
当这两名工程师为宇宙中的熵
是否能逆转而吵得喋喋不休时
他们决定去问超脑
看看它怎么回答这个问题
他们把指令输入超脑
指令是
宇宙的熵如何大幅度降低甚至逆转
超脑陷入了沉默
所有的指示灯都熄灭了
这把两位工程师吓坏了
他们以为这个指令触及了
超脑的安全限制
过了一会
超脑重新启动
并给出了答案
资料不足,无法作答
而在这之后
这两名工程师基于
超脑重启这一事件
再也没有问过超脑这个问题
时间来到了年后
一艘人类的飞船正飞往X星球
飞船上有一家四口
这个时候的地球
已经不再适合人类居住
科技的发展已经使得人类
掌握了空间跳跃能力
人类已经居住在了银河系的
很多宜居星球上
而X就是其中的一颗
而此时
每艘飞船都携带有一个超脑计算机
体积比起当年
直径一英里的超脑要小得多
但是运转能力却要
强大了不知道多少倍
这时
飞船上的男主人
看着外面无尽的星空
感慨地说
终会有一天
所有的东西都会停下来
星星的光芒也有熄灭的一天
熵会不断增长下去
宇宙将会终结
女儿好奇地问男主人
什么是熵啊
男主人说
熵就是代表宇宙能量的消耗程度
每一样东西都会用尽的
就像我们飞船上的
反物质电池一样
女儿又问
难道我们不能换一块新的电池吗
男主人说
我们当然可以为飞船
换一块新的电池
但是对于宇宙
星星就是它的电池
当星星用完了
我们拿什么给它换呢
女儿听到这里
哭起来了
我们难道不能让
星星再次亮起来吗
男主人回答不了女儿的问题
于是
问了飞船上的超脑
这个年前
那两位工程师问过的同样问题
宇宙中的熵能否逆转
这时的超脑比起年前
强大了不知道多少倍
已经可以设定
银河系的空间跳跃坐标了
于是
超脑沉默了一会
给出了答案
资料不足,无法作答
这个时候飞船已经到了
X的近地轨道
女儿也不再问这个问题了
时间来到了一万年后
此时的人类已经找到了
让人体细胞衰减到最慢的方法
也就是让人体的熵达到最小
人类的寿命
提高到了-岁
在广袤的银河系中
所有的宜居星球
都住满了人类的后代
如今的银河系变得拥挤不堪
此时的超脑已经进化成了
银河超脑
它被设立在银河系的各个节点上
从而形成一张巨大的网络
每个人的身体内
都被植入了芯片
可以直接和银河超脑对话
这个时候
一艘巨大飞船上
一名长官在为人类的未来担忧
他清楚
如果按照人类目前的速度发展下去
在未来的几万年
可观测宇宙中的星系中将布满人类
而那时的宇宙
已经不能给人类提供生存的能量了
他想知道
人类是否可以
将死亡的恒星重新点燃
或是在星云中直接创造新的恒星
或是
有某种方法
可以让宇宙中的熵逆转过来
他问了银河超脑这个问题
熵可以被逆转吗
银河超脑沉默了一会
还是给出了那个
一万年前冷冰冰的答案
资料不足,无法作答
亿年后
人类已经找到了永生的方法
就是让意识独立于肉体而存在
而人类的意识
可以直接连接超脑
去获取超脑的部分能力
而此时的宇宙
已经没有多少恒星了
大部分都是白矮星和中子星
一个人类意识发现宇宙的能量
无法永久使用下去
问了超脑同样的问题
熵可以被逆转吗
超脑立刻回答
资料不足,无法作答
人类意识对超脑说
那就继续搜集一些资料吧
超脑回答
我搜集这个资料
已经超过亿年
我的前代祖先已经被问及
这个问题的次方次了
可是就目前所有的资料而言
仍然不足以回答这个问题
人类的意识又问
那么是否有什么问题
是无法回答的
超脑说
没有任何问题是无法回答的
只是需要搜集更多的资料
请耐心等待
时间来到了亿亿年后
此时的宇宙已经没有任何光亮
熵值达到了最大
而此前
人类为了超脑的升级
将所有人类意识
和超脑融为了一体
为超脑的升级做出了最后的贡献
也就是说
最后一个人类也彻底消失了
最后一个人类也彻底消失了
于是
在宇宙最后一丝光亮消失前的一刻
超脑回放了
最后一个人类意识提出的问题
熵可以被逆转吗
此时的超脑
已经无所不知
宇宙中的一切现象
和规律都了如指掌
它已经超越了人类的级文明
成为了宇宙中最后的存在
它所要做的最后一件事情
就是回答这个最后的问题
这一问题
出自几百亿亿年前
两名工程师一次闲暇的争论
超脑自那之后
就一直为回答这个问题
不停地搜集着资料
并不停进化
终于
超脑学会了逆转熵的方法
但此时的超脑
已经找不到任何人类
来告知这一答案
他决定使用实践来验证这个答案
它启动了最后的程序
这里面包含了
宇宙过去的一切的一切
超脑将释放它所有的能量
这是超脑破除
安全机制的最后操作
在这之后
超脑非常清楚
自己也将随着程序的启动而灭亡
超脑使用最后一个人类的声音说
有光吧
于是
于是
就有了光

Last modification:October 25th, 2020 at 11:00 am
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