核聚變不可逆,當粒子全部「燒」完,宇宙會怎麼樣?

你的小甜心呀00 發佈 2019-12-28T22:45:57+00:00

一直以來,宇宙總是和永恆聯繫在一起,因為人類總是認為宇宙是永恆的存在。當然了,這樣認為並不是找到了宇宙永恆存在的確鑿證據,只是純粹地想這樣認而已,就像人類有生老病死,但這件事誰都難以接受一樣。但是到了近代,這個存在數萬年的宇宙觀卻被一個人改變了,他就是愛因斯坦。

一直以來,宇宙總是和永恆聯繫在一起,因為人類總是認為宇宙是永恆的存在。當然了,這樣認為並不是找到了宇宙永恆存在的確鑿證據,只是純粹地想這樣認而已,就像人類有生老病死,但這件事誰都難以接受一樣。


但是到了近代,這個存在數萬年的宇宙觀卻被一個人改變了,他就是愛因斯坦。愛因斯坦提出的相對論讓人們能夠窺探宇宙更深層次的真相,也從根本上改變了人們的宇宙觀。

而相信許多人不知道,在人們感嘆相對論的偉大時,相對論的提出者愛因斯坦,卻開始懷疑相對論的正確性,這是為什麼呢?


原來,在廣義相對論的引力場方程完成之後,愛因斯坦驚訝地發現,根據這個方程所描繪出來的宇宙,竟然是一個在不斷膨脹的宇宙。這個違反常理的發現很自然地讓愛因斯坦覺得方程出現了錯誤,因為宇宙應該是永恆的存在,怎麼可能像氣球一樣膨脹。

愛因斯坦對這個問題思考了很久,但是仍然找不到究竟是哪裡出錯了,於是不得已在方程中加入了一個常數,使得方程中推導出來的宇宙是「穩定」而非「膨脹」的。


後面發生的事情相信大家也都知道,哈勃在研究星系的時候發現了「紅移現象」,從而證明了宇宙在不斷膨脹,同時也證明愛因斯坦並沒有錯。也正是從這個時候開始,人們不得不接受宇宙正在膨脹的實事,雖然這個實事極為顛覆世界觀。

看到這裡相信許多朋友心中會出現一個疑問:宇宙是否會無休止的膨脹下去呢?而如果宇宙一直膨脹,那麼它的結局又是什麼呢?事實上,根據科學家的計算和觀察,宇宙並不會無休止的膨脹下去。之所以得出這個結論主要是「宇宙微波背景輻射」的功勞。


在根據宇宙微波背景輻射建立起宇宙模型之後,科學家們發現現在的宇宙密度,要遠遠低於「臨界密度」,同時科學家們還認為,宇宙未來會處於反覆收縮和膨脹的狀態中,這也就意味著宇宙是否膨脹,和它的最終結局幾乎沒有什麼關係。

那麼問題來了,宇宙的結局究竟會是怎麼樣的呢?其實想要知道這個問題的答案,首先要明白宇宙中一個非常重要的屬性——不可逆性。試想,如果宇宙中所以的事情都可以逆轉,那麼宇宙也就不存在最終結局這個說法,就像人如果能夠返老還童,那麼死亡也就沒有了意義。


而無論是從恆星的「燃燒」方式來看,還是從熱力學中「熵」的角度來看,不可逆都是宇宙中的「鐵律」。

我們都知道整個太陽系能量幾乎都來自太陽,在整個宇宙中也是如此,最主要的能量輸出方式就是恆星「燃燒」。


目前宇宙中部分恆星的「燃料」都是氫元素同位素,只有極少數恆星的燃料是氦元素以及之上的同位素,而燃燒到鐵元素的恆星更是極少中的極少。之所以目前恆星的「燃燒」是這種情況,主要是因為我們的宇宙還很「年輕」。

雖然說宇宙現在還很年輕,但是總歸會有「老去」那天,那麼宇宙老去的過程是什麼樣的呢?或者說宇宙未來會怎麼樣發展呢?


當然了,如果要說清楚這個過程中的諸多細節,肯定是不可能的,畢竟人類對於宇宙系統科學的研究不過數百年的時間,但是通過以小見大的方式來推算宇宙未來發展的大方向還是能把握的。

根據科學家的推算,再過100萬億年,宇宙中的所有恆星將全部「燃盡」,屆時宇宙中只會存在密度超大的中子星和黑洞。


大約再過3後面加43個「0」年之後,僅存的中子星也將全部演化為黑洞,也就意味著黑洞將成為宇宙中唯一的天體類型。

再過10的後面加上100「0」年之後,宇宙中僅存的黑洞也會因為霍金輻射而慢慢蒸發殆盡,宇宙中所有的物質都會以亞原子狀態,極為均勻地分布在整個宇宙中,而這個時候宇宙任意角落的溫度都是一樣的,也就是科學家們經常提到的「熱寂」。


或許你會認為宇宙這個結局有些天方夜譚,但是實際上這個理論是所有描述宇宙結局的理論中,認可人數最多的一個理論。

這個結果確實讓人有些許難以接受,誰能想到燦爛如斯的宇宙竟然會在最後變成一片死寂呢?不過從某種角度來看,宇宙這種結局似乎有些違反直覺。


當然了,站在更高的角度來看,人類研究宇宙不過幾百年的歷史,真正踏足宇宙不過半個世紀而已,而宇宙已經存在百億年,所以說目前研究出來的宇宙結局,是不是宇宙最終的結果誰也無法保證,畢竟認可人數多並不代表就一定是真理。

所以除了「熱寂」理論以外,還有一些描述宇宙結局的理論,但是這些理論從某種層面上來說卻和「熱寂」相反,它們認為宇宙並不存在所謂的「結局」。


其中有名的就是「龐加萊回歸定理」,該理論認為,任何一個粒子在足夠長的時間內,必將回到一個無限接近但是又不等同於現在位置的點。也就意味著,如果給宇宙足夠長的時間,那麼它必將會回到一開始的樣子。

總的來說,關於宇宙的結局沒有人能給出一個確定的答案,但是你也別認為研究宇宙結局沒有意義,實際上這對我們找到和理解宇宙的本質有著極為重要的作用。


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