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穿越时间的尽头,会看见什么?爱因斯坦也不敢想象的宇宙末日

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人生天地间,如白驹过隙,忽然而已。

人一旦死去,所有一切也随之逝去。地球、太阳乃至整个银河系,都从我们的世界中消失,但现实世界四时更迭,斗转星移,依旧如常。

循环往复,似无始无终。

然万物皆有尽,时间会独善其身吗?

信仰中的时间尽头

对时间尽头最简单的理解,就是世界末日。

几乎每一个信仰体系都有自己对末日的描述,并相信终有一天预言中的末日会到来,可能是一场恶魔瘟疫,可能是一场造成全球性破坏和毁灭的洪水,亦或是天外飞星对地球的一击毙命。

即便是看重轮回的佛教,也有末劫之说,如同西方的审判日。

在这一天,佛陀被遗忘,社会开始崩塌。

在人类的世界中,各种末日预言出现又消失,如玛雅历法中的末世警示,它预言了2012年12月21日是世界末日,但最终还是没有预言出真正的末日。

尽管末日灾难还未真正到来,但许多人都相信总有这么一天。不过宇宙的末日似乎不该由人类来定义,因为我们是如此热衷于现实体验,然而现实体验有时并不等于现实。

若把“时间”简单理解为人类测量时间的方法,那时间的死亡就等同于太阳的死亡,或当这世上再没人用我们的方式来感知世界,时间也就走到了终点。

宇宙像一场盛大的游戏,而时间为这场游戏配乐。无数星辰就像在游乐场里玩时空滑梯的孩子,扎堆嬉闹,小的总喜欢围着大的转。每颗星辰在自己的时空滑梯中疾驰,并以自身的体重改变着它的滑道。

个大、体壮的总喜欢那些更陡峭、更刺激的滑道,经过无限扭曲的时空滑道,以某种方式坠入黑洞空间,再不受时间的约束,像成人离场,提前告别这场游戏。

黑洞如同一台碎纸机,粉碎掉入其中一切物质的宏观信息,包括时间。它是这些物质的终点,却不是宇宙时间的终点。

时间和空间密不可分,当空间没有完全消亡,时间也就不会走到尽头。因此要想看到时间尽头,我们就要去到空间的尽头——真正的宇宙终结。

经历无法经历的未来

虽然我们无法亲临空间的尽头,但许多有趣的理论,为我们一窥宇宙终结开辟了一条条道路。即便我们没有什么证据可以证明,但是我们有足够的想象去认识。

这些从人类智慧中,抽取出来最绚丽的思绪在数学的封装下,束成了一支支描绘宇宙万物的笔。

爱因斯坦的相对论无疑是其中的神来之笔,证明了穿越未来的无限可能。或许某一天,我们就可以搭乘亚光速飞船去到无尽的未来,看见宇宙的终结。

但我们却无法再回到过去,告诉任何一个人在未来的所见所闻。因为比起穿越到未来,回到过去可困难多了。

相比于成为一个急速的追光者,人们更憧憬实现永生的超前理论。这是每一位生物学者极力否认,却又极力追求之事。即便永生也有极限,但永生至少能让我们看到宇宙最终的结局。

如果宇宙有终结,宇宙会在何时终结?

目前对于宇宙寿命的各种理论估算差距相当大,有认为宇宙只剩下二十八亿年寿命的,也有认为在几千亿年甚至几万亿年内宇宙都不会消亡的。

在亚光速旅行、永生都无法实现的情况下,我们能为宇宙描述出怎样一副终结的画面,取决于你相信怎样的末日理论。

这是宇宙学中常常被讨论的话题,而热寂说只是其中最具说服力的学说之一。

宇宙的临终景象
  • 热寂宇宙Heat death

如果我们日常说的“人与自然的平衡”讲的是人与自然和谐共生、欣欣向荣,那物理学中的“热力学平衡”就意味着了毫无生趣、一片死寂。

热力学的平衡状态是一种宏观上的静止,想一想宇宙如果在宏观上表现为静止,会是怎样一副景象?

如果我们的宇宙是一个封闭的体系,当宇宙中最后一团残存星际分子云坍缩为一颗恒星,然后万亿年后,所有恒星熄灭,黑洞吞食完所有可食的物质后相继合并,开始进入由“霍金辐射”主导的蒸发阶段,零碎的矮星消失于质子衰变,中子星也毁于中子衰变。

霍金辐射

霍金辐射:真空中充满着正反虚粒子对:它们一同创生,又一同湮灭。如果黑洞存在,虚粒子对的一个成员一旦落入黑洞,而另一个成员从黑洞附近逃逸,就会转变为实粒子,进而产生辐射现象。

热寂宇宙的一切都遵循“熵增原理”,宇宙熵值一点一点增加,趋于最高值,最终宇宙完全由量子事件所支配,再无宏观世界。

世界从此不再折腾,变得了无生趣,一片荒凉与死寂。

  • 收缩宇宙Big crunch

还有一种在现代科学中比较冷门的宇宙大收缩理论。它认为我们现在所处的宇宙并不会永远膨胀下去,一旦宇宙膨胀开始踩刹车,宇宙就开始向内收缩并最终塌缩。

然而现在所有的天文观测都证明宇宙在膨胀,没有半点收缩的意味,膨胀甚至愈演愈烈,但如果反向理解,这种越演越烈的膨胀也可以看成整个宇宙正在坍缩。毕竟我们对可观测宇宙(直径930亿光年)之外的空间一无所知,就像在一个黑洞空间里一样。

准确地说,我们无法确定宇宙是在膨胀还是在收缩,因为所有的运动状态都是相对的,主要看你立足于何处进行观测。

理论上,大收缩论是宇宙大爆炸理论的“逆过程”,是由星系重心吸引力作用向内部坍缩引发的宇宙大逆转。

但如今的天文学观测,似乎并不支持这一理论,于是就有了大撕裂理论。

  • 撕裂宇宙The Big Rip

在现在的宇宙观里,在宇宙中占据主导地位的是导致宇宙膨胀的暗能量,约占宇宙总能量的68%,其最大的特点就是“反引力”。

暗能量来自何处,没人知道。但量子理论学者曾将它解读为真空的能量,那暗能量的总和就取决于宇宙空间的大小。如果宇宙加速膨胀,也就意味着暗能量在增加。当暗能量攀升至接近100%,会把一切撕裂,哪怕是一个原子核。

但这种对暗能量的理解,却导致了一个致命难题无法解答。以如今的量子场论估算,真空的能量密度高达2×10^103J/cm^3,但天文学家测量到的真空能量密度仅为2×10^(-17)J/cm^3。

这120个数量级的差距,可不是计算误差所造成的,所以暗能量为何物还是一个未解之迷,而大撕裂理论是否成立取决于暗能量的实质是什么。

暗能量到底是会持续增加,还是可以以某种形式被转换?这是前沿宇宙学中的一个重要研究课题。

总之,无论宇宙是那种结局,似乎都难逃一死。

如果宇宙能像呼吸一样,无休止地膨胀与收缩下去,可能更好。在这种情况下,时间就不会有尽头,但在永恒循环中,宇宙也会迎来不同的阶段,而下一个阶段也可能什么都不存在。

如果是这样,则意味着宇宙中还有我们所不知道的能量来源,这可能吗?它又能源于何处?这就交给科学家们去思考吧。

无论以何种方式,如果你能穿越时间的尽头见证宇宙的死亡。你能看见的可能仅是一片黑暗、一片虚无,真正意义上的无底洞。

在那里你甚至觉察不到自己的存在。没有了时间和空间,我们不会变老,不会长大,甚至和那些行星、恒星、超大质量的黑洞一样,都不能正常运转。

在天马行空的未来世界里,即便我们能搭乘看似无坚不摧的飞船,但由于生命本身的脆弱,在还没到达时间尽头之时,我们或许就早已完蛋。

唯一的一线生机在于“能量守恒定律”下,能量既不能无端被创造出来,也不会无辜消失。宇宙或许会像死亡的恒星一样,去往另一个时空。

残存的时空必须要去往某处吗?没人能给出确定的答案,但如果你有这样的思考或信念,你应该更赞成大收缩或大撕裂理论。

在那个消亡的临界点,也许你会在下个新宇宙,或下个新时间诞生之前再次出现,不管是活着还是死去。

是在眨眼间被无情消灭,还是神奇地重生在一个崭新的宇宙中?是目前科学所无法回答的。

总之,时间尽头那一刻是难描述的,甚至是难理解的,它像艺术一样,在某些人心里激起涟漪,却并非每人需要去思考。

但当我们急需得到宗教上的平静,不如走入黑夜眺望繁星,去发现“忽然而已”的心动。

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