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霍金去世,消逝的流星与未来的时间

 ayou808 2018-03-14


撰文/黄帅


据最新消息,著名物理学家霍金去世,享年76岁。霍金在物理学上的造诣人所共知,他对黑洞研究的贡献,在人类物理学史和天文学史上有里程碑的意义。


对一些痴迷于宇宙奥妙的人来说,个人生命的和近乎无穷的宇宙时间无法相提并论,但科学家探索宇宙的努力和千百年来的执着精神,却会始终存续下去,人类会记住伟大的科学家,人类对宇宙的探索也永远不会止步。


在未来的时间线里,宇宙会有哪些变化呢?在人类目前已知的世界里,未来将会是什么样的?


在1890万年后的宇宙,在更大的时间尺度上看,并不算一个太过遥远的未来。按照宇宙演化规律,未来会发生那些事情呢?宇宙的最终命运是什么呢?它们已经超过了绝大多数科幻文学能囊括的时间框架。




至约公元2亿年:


红超巨星参宿四爆发形成超新星。


至约公元7亿年:


地球上的海洋开始蒸发,地球将变得不适合人类居住。未来的人类文明可能用先进的科学技术将地球移动到比现在离太阳更远的地方来阻止这种事发生。(或者完全离开地球去其他的适合人类居住的行星,或去开拓太空殖民地)


至约公元30亿年:


仙女座星系和我们的银河系将会碰撞。它们将会合并成一个更大的星系,但仅有少数恒星可能相撞,主要原因是宇宙空间实在太大了。


至约公元50亿年:




太阳演化为红巨星,地球上的所有生命,可能连地球本身都会毁灭,除非遇到了意想不到的情况或是未来的先进科技能阻止这一事件发生。


至约公元70亿年:


太阳演化为仅有地球大小的白矮星。再经过数十亿年,太阳将完全停止闪耀,成为黑矮星。




200亿年之后:大撕裂


大撕裂是一种宇宙论假说,在2003年首度被发布,关于宇宙的终极命运,假说中认为宇宙中的物质,从恒星和星系到原子和次原子粒子,在有限时间的未来会因为宇宙的膨胀进一步的被撕裂。理论上,宇宙的尺度因素在未来有限的时间会变得无限大。




这个假说对宇宙中暗物质的类型有着极度关键的依赖性。在以暗能量为主导的宇宙中,宇宙中的'丝状结构'会以前所未有的比率增加。然而,这也暗示可观测宇宙的大小是持续的退缩中;无论是多么的接近边缘,可观测宇宙的距离都是以光速远离的那些地点。当可观测宇宙小于任何一种的基本粒子时,无论是重力或电磁力(无论是弱或强),即使在结构上能达到的最远处也没有交互作用存在,并且它们将被剥离开。


届时,星系将彼此远离。大约在这个过程结束之前的6000万年,重力将减弱至无法将银河和其他个别的星系联系在一起。在结束之前的三个月,太阳系将不再受到重力的束缚。在最后的三十分钟,恒星和行星都将被扯散掉,而在最后的瞬间,原子也会被摧毁。


1000亿年之后:大挤压


宇宙膨胀论认为,宇宙是从一团炽热的火球膨胀而成的。而且到目前为止都还在膨胀,但是宇宙中的暗物质如果够多的话,产生够大的重力,会让宇宙停止膨胀,并且收缩,这会让宇宙回复到刚诞生时炽热的状态,如果没有,宇宙就永无止境的膨胀。




根据研究显示,把宇宙所有可见的物质加进去只能达到让宇宙塌缩的1%~2%,但是宇宙中可能有一种不发光的物质叫暗物质,因此不能用望远镜观测到,如果把这种估计的暗物质加进去,大概占让宇宙塌缩质量的10%~20%,但宇宙学家又预测宇宙中有另一种更神秘的物质(又被称为暗能量),比暗物质更不容易观测到,如果这样的话宇宙中的暗物质就超出让宇宙塌缩质量下限了。


10的14次方年之后:膨胀的宇宙


根据宇宙学常数加速了宇宙的膨胀,星系间的距离将会持续增加。恒星的形成仍会维持于1×1012至1×1014年,但形成恒星的气体将会耗尽。


当最后一颗恒星用完其燃料后,宇宙将不可能再支持生命及产生足够热量。根据预测质子衰变的理论,恒星残余物将会消失,剩下的将会只是黑洞,而黑洞亦会因放出辐射而慢慢消失。 


最终,若果宇宙温度达到一个均匀温度,那么再没有活动能在宇宙中作出,从而导致宇宙热寂。届时,宇宙将会空无一切,且毫无生机。温度亦会持续下降。


10的1000次方年后:热寂




这是猜想宇宙终极命运的一种假说。根据热力学第二定律,作为一个“孤立”的系统,宇宙的熵会随着时间的流异而增加,由有序向无序,当宇宙的熵达到最大值时,宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能,所有物质温度达到热平衡。这种状态称为热寂。这样的宇宙中再也没有任何可以维持运动或是生命的能量存在,进入了永恒的死寂。



BBC制作的宇宙未来时间线




世界会记住伟大的科学家

人类探索宇宙奥妙的步伐不会停止








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