宇宙将怎样消亡？从暗能量衰变到大扯破

在空间的维度中，你能够向前也能够向后挪动，但时间差别，时间是不可逆转的。

　　新浪科技讯 北京时间2月29日消息，据英国《每日邮报》报道，在空间的维度中，你能够向前也能够向后挪动，但时间差别，时间是不可逆转的。

　　依据大爆炸理论，宇宙——也包含时间自身都有开始，但对于它们能否有停止，物理学家们则呈现了意见不合，而不合愈加严重的是，以什么方式停止？

　　相关的理论已经有很多，从暗能量的衰变到所谓的“大撕裂”(Big Rip)理论。在一次采访中，天体物理学家托马斯·基廷(Thomas Kitching)进行了说明。他同时也说明了为何时间是永恒向前的，以及宇宙收缩对人类究竟意味着什么。

　　依据大爆炸理论，宇宙——也包含时间自身都有开始，但对于它们能否有停止，物理学家们则呈现了意见不合。但咱们的确能够肯定的一点便是，只有当咱们能够弄清暗能量的实质，咱们才有可能终极弄清宇宙的将来运气。

　　逆转时间

　　想象时间逆转。人们将越来越年轻，而不是逐渐衰老，但代价是他们将逐渐忘记他们所学过的任何知识，终极他们将在自己的父母亲面前消失。这样的场景应该呈现在科幻作家们的笔下，但有趣的是，这类问题也是严肃的宇宙学家们正在思考的。

　　对于时间的不可逆转性，咱们早已将其视作理所当然。但物理学家们却并不这样以为：大部分的自然定律都是“时间可逆的”，这就意味着即便时间倒流，这些定律将仍然正常运作而不会受到影响。

　　那么为何时间总是沿着一个偏向行进呢？

　　任何对于宇宙中时间的话题探讨终极必须基于对宇宙演化自身的认识。当你观察宇宙时，你所看到的都是过去所发生的事件，因为光线的传递需要时间。实际上，即便是最简单的观察也能帮助咱们理解宇宙时间的概念。比如说，为何夜晚是黑暗的？

　　如果宇宙拥有无穷漫长的历史并且是无穷无尽的，那么咱们看到夜晚的天空应当是非常明亮的，因为咱们的视线不管往哪个偏向看，由于有无穷多的恒星，因而咱们总能遭遇某颗恒星发出的光芒。

　　长期以来，科学家们——也包含爱因斯坦，都以为宇宙是静止的和无穷的。但此后的天文学观察已经确凿无疑地证实咱们生活的宇宙实在正在阅历收缩，更甚的是，这样的收缩正在减速进行。

　　这就意味着，如果时间倒转，那么在过去的某个时间点上，宇宙一定曾经处于一个完全致密的状况，也就是咱们所说的“大爆炸”时期，这也就意味着时间的确是有开始的。实际上，咱们现在还能够观察到宇宙大爆炸留下的余晖，那是宇宙中最古老的光线，也就是宇宙微波背景辐射(CMB)。理解这一点是咱们探讨宇宙年龄的第一步。

　　但这里有一个问题。爱因斯坦的狭义相对论指出时间是相对的：想对我而言，你的运动速度越快，那么相比我，对你来说时间流逝的就会越慢。这也就意味着，在咱们这个运动着的宇宙中——那些快速远离的星系，转动的恒星和行星，它们各自对于时间的感受是差别的，任何属于过去、现在或是将来的事物都只是相对的。

　　事实是，由于宇宙基本上是处处相同的，也是各向同性的，因而咱们的确有可能定义一个“宇宙时间”。为了对此进行测量，咱们所要做的就是对宇宙微波背景辐射进行测定。宇宙学家们已经利用这种方法肯定了宇宙的年龄，数值大约是137.99亿年。

　　有一部分研究人员以为宇宙大爆炸自身乃至可能并非某种开始。他们相信存在着其他的“平行宇宙”，在那些宇宙中时间会沿着差别的偏向行进。

　　时间是什么？

　　因而咱们知道时间极可能肇始于大爆炸。但仍然有一个问题萦绕脑海：究竟什么是时间？

　　要想弄清这个问题，咱们必须回到对于时间与空间的一些基本性质上来。

　　在空间的维度中，你能够自由向前或是向后挪动。但时间差别，它只有一个固定的偏向，你只能向前，不能退后。

　　要想说明为何时间具有这样的性质，咱们需要找到自然界中同样具备不可逆性质的自然过程。典型的案例便是“熵”。这是一个物理学概念，简单来说，其描述的是这样一种物理规律：随着时间推移，事物倾向于变得愈加混乱，而“熵”便是事物“有序水平”的度量。

　　想象有一个充满气体的盒子，在初始状况，这些气体分子都被限制在一个角落里，即处于有序状况。随着时间推移，咱们能够预见到，这些气体一定会逐渐扩散并占据整个盒子内部，从而处于一种无序状况。这一过程是不可逆的。或者就像咱们打破一个鸡蛋来制作煎蛋，一旦你做好了煎蛋并盛起来放进盘子里，你就再也没办法让它再恢复到一个鸡蛋的状况了。

　　宇宙也是一样，随着宇宙的演化不断进行，宇宙整体的无序水平将会增加——宇宙的“熵”将会增加。

　　事实证实熵是说明时间单向箭头的理想工具。可是，观察咱们的宇宙，一切似乎正在变得愈加有序——从宇宙肇始之初无序的高温气体和粒子，到今天咱们所见有规则的恒星、行星和人类，还有这样一篇对于时间乃至空间的规整的文章。但宇宙整体正在变得无序才是事实。

　　之所以咱们眼中的宇宙似乎正变得愈加有序，是因为大质量物体施加的引力作用正在塑造着宇宙表面上的秩序感，但物理学定律让咱们确信，宇宙的无序度一定正在增加，只是隐藏在引力场的深处而不为咱们所见。

　　也就是说，即便咱们没办法直接目睹，但宇宙的无序水平一定是在增加的。但是，既然大自然如此青睐无序，那么为何在宇宙创生之初它却要以一副有序的面目呈现呢？这仍然是一个谜团。

　　长期以来，科学家们——也包含爱因斯坦，都以为宇宙是静止的和无穷的。但此后的天文学观察已经确凿无疑地证实咱们生活的宇宙实在正在阅历收缩，并且正在减速收缩。

　　宇宙的运气

　　有一部分研究人员以为宇宙大爆炸自身乃至可能并非某种开始。他们相信存在着其他的“平行宇宙”，在那些宇宙中时间会沿着差别的偏向行进。

　　但主流科学界倾向于以为，时间是有开始的。而它能否有终点则在很大水平上要取决于宇宙中暗能量的实质，这种神秘能量正在减速宇宙收缩的速度。这样的减速收缩终极将可能撕裂咱们的宇宙，并终极让宇宙在所谓“大撕裂”的惨烈运气中终结。

　　在另一种设想中，暗能量可能会衰变，从而导致宇宙收缩终极开始减速并逆转，重新开始缩小，回到宇宙大爆炸的状况，并在同样惨烈的所谓“大挤压”(Big Crunch)中灭亡。

　　依据量子力学原理，真正的真空不存在，真空中存在随机呈现的微小粒子，这样的现象尽管违反常识，但的确已经在大量物理学实验中被观察到。有一部分科学家以为暗能量可能会触发类似的“量子涨落”并引发新一次的大爆炸事件，从而终结咱们现有的时间线并开启全新的差别时间线。

　　尽管所有这些理论目前都还存在着极大的不肯定性，但咱们的确能够肯定的一点便是，只有当咱们能够弄清暗能量的实质，咱们才有可能终极弄清宇宙的将来运气。那么究竟哪一种才更有可能是宇宙将来将要面对的宿命？时间将会终极揭晓答案。(晨风)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/s/2016-02-29/doc-ifxpvysv4991337.shtml

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