宇宙未来:生或死?

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/27 14:39:20
宇宙膨胀的原因是由于引力的作用。在不考虑引力的经典热力学中,加热则体系升温,冷却则体系降温,热容量是正值。而在一个自引力体系中情况刚好相反,加热则体系变冷,放热则体系升温,热容量是负值。在一个体系中,如果同时存在着正热容物体和负热容物体,那么这个体系就具有极大的不稳定性。稍有扰动,平衡就会彻底遭到破坏而产生温差。只要有自引力体系存在,原则上就不存在稳定的热平衡,而宇宙间的天体或天体系统大多数正是这种自引力系统。尽管自引力系统中熵是增加的,但由于没有热平衡,熵的增加是无止境的,永远都没有极大值,因而宇宙就永远不可能达到“热寂”状态。这种现象在静态宇宙模型中是不可能发生的,也是开尔文和克劳修斯等人没有料想到的。

  于是,人类终于从百年梦魇中醒来,爆发出热情的欢呼,“宇宙不但不会死,反而会从早期的热寂状态(热平衡态)下生机勃勃地复苏”,“热寂说的一页,已被翻过去了”!

  最后的大屠杀:宇宙有生必有死

  然而,人类的欢呼似乎来得早了一点。尽管热力学意义上的宇宙″热寂″状态永远不会到来,但宇宙的命运却不会因此而变得更加令人乐观。宇宙的结局完全取决于它的初始条件,宇宙的创生与终结始终紧密相连。大爆炸理论发现了宇宙起源的真相,同时也预言了它遥远的未来。

  在大爆炸理论看来,宇宙的未来完全取决于宇宙密度是小于还是大于某个临界值。如果宇宙密度小于临界值,表明宇宙是膨胀的,并且一直膨胀下去。假使如此,未来所有恒星上的热核反应都将逐渐停止,留下的将是各种各样的宇宙“熔渣”———黑矮星、中子星和黑洞,而宇宙的背景辐射温度将不断下降,以至于无限地趋近于绝对零度,最终达到另一种意义上的“冷寂”。如果宇宙密度大于临界值,表示宇宙起初膨胀,到达一定时刻后,就将转化为收缩。当宇宙不断收缩至愈来愈接近它的最后阶段时,环境条件同大爆炸后不久起支配作用的那些条件越来越相似。在宇宙暴缩的最后时刻,引力成为占绝对优势的作用,所有的物质都将因挤压而不复存在,包括时空本身在内的一切有形的东西统统将被消灭,只剩下一个时空奇点。无论宇宙最后出现哪一种状态,其结果对人类来说都将是灭顶之灾。

  这就是大爆炸理论为人类预言的宇宙未来和世界末日。由于这一理论也不合人们的期望,因而当它提出之日起同样也遭到了来自各方面的反对,并认为它是一个“倒了头”的宇宙“热寂”说。然而,自然规律毕竟不以人的意志为转移,人类必须正确对待,最好的心态是,“我们决不能忽视物之有生亦必有死的事实,死亡或许正是为创生不得不付出的代价”。

  当然,还存在着一些其他并非毫无科学根据的宇宙模型,也许会带给人类新的光明和希望。人类不应该气馁。“我们的后代也许还有数十亿年甚至数万亿年的时间来对付这场最后的大屠杀。在这段时间里,生命能够扩展到整个宇宙……并对它加以控制,因此他们可以调整自己的位置,支配一切可能的资源来对抗这场大危机”。

  无论如何,人类决不甘心坐以待毙,而科学也将一如既往地走自己的路,总有一天会给人类一个明晰的答案。