大撕址,宇宙的未来?

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  灰烬与钻石,仇敌与朋友,最终,我们都会平等的。
  ——Pink Floyd,“Two Suns in The Sunset”
  
  


  从微波各向异性探测器(MAP)新近得到的数据来看,宇宙的精确年龄是137亿年,误差不超过两亿年。在这137亿年的时间里,恒星、星系、生命、文明、人类得以产生,并形成了今天我们所看到的这个世界。
  那么,顺理成章的问题是:宇宙的未来是什么样的?换句话说,宇宙在今后一百亿、一千亿年的时间里将如何演化。也许你会感到疑惑:为什么要去关心如此遥远的问题?答案是:因为人类有解答这个问题的能力。
  
  神秘的 “第五种力”
  
  5年前,宇宙学家们惊奇地发现,我们的宇宙正在加速膨胀。在经历了质疑与惶惑之后,宇宙学家不得不承认,这的确是事实。暗能量登上了舞台,站到了前沿,因为理论家们认为是它在为宇宙的膨胀加速。
  虽然目前理论家对暗能量的实质还几乎一无所知,但有一点是明确的:宇宙的总能量中有73%是暗能量。而且,因为暗能量是空间本身的一种性质,所以它会随着空间的生长而生长。当宇宙的年龄是现在的两倍时,暗能量将占据宇宙总能量的97%。暗能量好像一只看不见的巨手,主宰着宇宙的命运。
  暗能量表现出反引力——在万有引力的作用下,太阳系、银河系、本星系群、本超星系团以及其他的天体和天体系统得以形成,而暗能量带来的斥力则要拆散它们!据研究,距今63亿年前的时刻是一个力量对比的分水岭。在那之前,宇宙中的物质密度比现在大许多,宇宙在自身引力的作用下放慢膨胀的速率,给人们带来一种错觉:日后终有一天宇宙会再次坍缩为奇点(天文学把这种结局称为“大反冲”);在那之后,斥力超过了引力,宇宙开始加速膨胀,就好像一名玩儿命的车手在驾驶一辆疯狂的赛车。
  有人说,这种斥力是尚未被完全认识的一种新的基本力(目前已知的四种基本力是:引力、电磁力、强力和弱力)。但也有理论家认为,这种斥力也许跟暗物质存在某种微妙的联系,只不过是引力在大尺度上的一种表现而已。不管怎样,现在还远不是下结论的时候。
  
  一个开放的宇宙
  
  上个世纪20年代,哈伯发现了星系整体退行——各个方向的星系都在飞快地离我们远去,而且越遥远的星系退行速度越大。这就暗示我们的宇宙正在膨胀。再加上上世纪60年代被贝尔实验室两位工程师意外发现的宇宙微波背景辐射,以及理论家对原初核合成的成功解释,使得大爆炸宇宙论迅速成为毋庸质疑的明智选择。
  宇宙始于一次大爆炸的理论打败了宇宙无始无终的稳恒态宇宙论。但问题并没有结束,宇宙学家还要赋予宇宙一个合理的终结方式。几十年来,宇宙学家们一直都在做这样一道选择题:宇宙的未来是:A)停止膨胀并转而坍缩;B)停止膨胀并保持在那个状态;C)无止境地膨胀下去。
  随着暗能量的登场,选项C的可能性明显超过了其他两种。这样的宇宙就是通常所说的“开放的宇宙”或“开宇宙”。
  
  孤独的真谛
  


  开宇宙赋予了孤独新的含义。虽然仙女星系在未来将跟银河系碰撞、合并在一起,形成一个巨大的椭圆星系,但宇宙“大撕扯”的历史车轮是谁也阻挡不了的。在暗能量的作用下,首先是本身就相距甚远的星系相互飞离。不断加速的膨胀使得星系的退行速度最终达到光速。这就意味着,没有任何光子或其他信息能够从那里传播到地球。事实上,现在60或70亿光年之外的星系已经处于这种状态了。假如那里有其他的文明存在,现在他们向地球人发送问候的信息,地球人永远也不可能收到。
  这让人感到,我们就好像生活在一个巨大的黑洞之中。没有任何信息可以通过黑洞的视界传播,假如目送一名勇敢的航天员“登陆”黑洞,我们将看到航天员的身影在黑洞视界处永远定格——也许航天员在进入黑洞视界之后还在运动,但我们已经不可能看到了。类似的,星系在加速膨胀的宇宙以光速飞离我们的时候,我们所能看到的也只是他们定格在演化某一阶段的“鬼影”。
  当宇宙的年龄是现在的10倍时,除了我们自身所寄居的星系之外,我们将再也看不到任何其他的星系。星系间的通讯也完全不可能进行。到那时,类似SETI(地外文明搜索)的项目已经没有什么意义,研究星系的天文学家也不会再存在了。
  当然,这些情形即便发生也是在非常遥远的将来了。然而,这也许给了后街男孩歌曲中“告诉我孤独的真谛”这个问题一个宇宙学的答案。
  
  继续“撕扯”
  
  宇宙的膨胀是空间本身的膨胀,也就是说,宇宙中的任何地方都在膨胀。大约在大爆炸之后一百万亿年,行星将在膨胀的作用下脱离它们的恒星。当然,远在这一时刻到来之前,地球已经在太阳的爆发中灰飞烟灭了。
  仙女星系和银河系合并成的新星系也不会例外。大约在大爆炸之后一百亿亿年,星系自身也开始在膨胀的宇宙中瓦解了。早已经死亡了的恒星不再被束缚在星系之中,它们四散而行,开始各自的天涯孤旅。
  随着“撕扯”的继续,恒星和行星最终也将不复存在——它们都分裂成了质子。可以想象,此时的宇宙在黑暗中一片虚无。只剩下最后一种大质量的天体还坚强地存在着——黑洞。然而,即便是黑洞这种宇宙中最不羁的天体也难逃毁灭的厄运。也许这需要很长的时间,但最终,恒星级黑洞和存在于星系中心的超大质量黑洞会在霍金辐射中先后蒸发殆尽。
  
  没有结束的结束
  
  当所有的黑洞也不存在了,宇宙就在这种永无止境的膨胀中毫无壮丽可言地慢慢结束了,以一种相当乏味的状态永存下去。这是没有结束的结束。
  其实,“大撕扯”还有来自某些宇宙学家的另外一个版本。在这个版本中,时间有一个终点。这个终点是距今200亿年之后,在距终点10亿年时,所有的星系都已经高速飞离,地球人再也看不到河外星系;在距终点6亿年时,银河系开始分裂;在距终点3个月时,太阳系中的行星开始脱离太阳系;而当行星自身爆炸时,就意味着终点仅在顷刻之遥了。最终,在终点前的大约30分钟时,原子甚至原子核都将分崩离析。
  也许你要问,在终点之后是什么?答案是:尚不清楚。表面看来,这就是时间的终点,所以并不存在“之后”。
  不难看出,两种不同的“大撕扯”在时间的预测上存在很大的差异。哪一种是正确的呢?抑或都是错误的?自然界清楚,但宇宙学家们还不清楚。“大撕扯”理论也是一种没有结束的结束。★
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