Question

宇宙将如何终结？

Answer 1

我们的太阳大约已存在了46亿年，作为恒星它大致还能活这么长时间。这只是一个普通的恒星，宇宙中有上10亿颗这样的恒星。这样的恒星不断地死亡，又不断地诞生。通过观察在宇宙早期诞生的类似恒星的残骸，我们可以相当准确地知道我们的太阳死亡时的情景。在大约40亿年间，我们的太阳将耗尽其中心的燃料氢。然后，它将开始收缩，并重新振作起来：其中的氦核将三个三个地聚合成碳-12，而这种新燃料将再燃烧20亿年。此时，当太阳继续存活时，地球已不再存在了。因为新燃料将使太阳变大100倍，将地球化为灰烬，被这个红色的巨星吸收。最终，当氦转化为碳-12的过程结束后，我们的太阳将再次收缩，变成一个暗淡的白矮星。再过几十亿年，白矮星将逐渐冷却下来，并最终变成一个称为黑矮星的死星。

太阳发射出大量的中微子，这是由太阳中心核聚变产生的。它们像幽灵一样，是非常难以探测到的，但几个不同类型的实验都确认它们确实来自太阳，穿过地球以及我们的身体，然后进入太空。但是，它们的数目还不够。根据探测中微子的实验，1／3到1／2太阳产生的中微子失踪了。不知何故，这些“偷走”能量的粒子自己在太阳和地球间失踪了一部分。

这个问题已存在几十年了。由于所有的证据都支持太阳的能量来自其中的核聚变，故失踪中微子之谜最终将通过改进实验得到解决，而不会对现今流行的太阳模型提出挑战。然而，一些对宇宙怀有新观点的科学家强烈地反对演化理论，他们以失踪中微子作为论据，认为太阳能量并非来源于核聚变，因而太阳要年轻得多。年轻的太阳意味着年轻的地球，年轻得无需演化的概念。他们的论据被无数主流科学家大加批驳；许多的证据显示太阳确实已有46亿年了，且只过了其一生的一半时间，不光是否有失踪中微子这件事存在。

在太阳死亡之前，银河系将吃掉大麦哲伦星云，并将与仙女座发生猛烈撞击。大麦哲伦星云距我们只有15亿光年远，因引力作用而不断向银河系靠拢，在30亿年内将被银河系吞噬，给银河系增加100万颗恒星，它们在7亿年后的银河系和仙女座碰撞中缺巧非常有用。空间是浩淼无边的，因而星系在碰撞过程中损失小得惊人。当然，一些恒星会相撞，这对于附近的行星而言非常可怕，但行星被撞的概率很小。

更大的问题是宇宙到底在膨胀还是在收缩。这是人们最近争论的焦点。毕竟，直到1925年哈勃发表了关于“宇宙岛”的文章后，我们才知道除了我们的银河系还有其他的星系存在。当爱因斯坦发展广义相对论时，即便是他也假设宇宙中只存在一个星系，并且是静止的。然而当他的公式表明(一个星系的)宇宙应当膨胀时，他引入了宇宙常数以使宇宙不膨胀。一旦哈勃证明存在许多相互远离的星系，这猛扮液意味着宇宙在膨胀。

不久，有关膨胀宇宙的新观点出现了。一些宇宙学家争辩道，宇宙可能现在正在膨胀，但最终它将停止膨胀，然后收缩下去。当人们在20世纪20年代后半期开始认真对待大爆炸理论，并于20世纪80年代普遍接受它时，许多科学家相信大爆炸产生的向外推动的能量最终将消失，宇宙膨胀将逐渐慢下来，停止，走向反面，所有的恒星和星系将向内收缩、挤压。宇宙收缩将再次使宇宙逐渐变得致密、炙热，最后变成包括宇宙中所有质量和能量的点。这又为另一次大爆炸做好了准备。这种观点的强有力支持者是美国物理学家惠勒。根据他的理论，这种过程循环往复，每次大爆炸产生的宇宙中的规律都完全不同，因为在量子层次上一个电子的轻微变动就足够改变万物的本性。

另一种观点认为，宇宙的这种循环演化看上去很好，但与我们的观察不一致，并且宇宙的终结将是个意义不大的命题。选种观点认为，宇宙将永远膨胀下去。(宇宙最终将膨胀成完全真空，这使常人很困惑，但对于宇宙学家却很清楚。)当星系彼此之间越来越远时，产生新星系的碰撞将不会发生。星系间的寒冷的真空将越来越大，星系中的恒星将逐渐燃尽燃料，正像太阳一样。比我们的太阳大1.4倍的恒星将经历一个更剧烈而长期的死亡过程，但它们也将用光它们所有的能量。

在1万亿年后，在黑暗的宇宙中只存在死星和黑洞。即便这样，由于没完没了的引力作用，在大爆炸之后几百亿亿年后，宇宙将再一次进行焰火表演。这将持续约10亿年，还不到目前地球年龄的1／4，然后经历一段难以想象的时间后，宇宙将彻底地黑暗、寒冷下去，枝物连幸存的黑洞都消失了。这个过程将持续多久呢?无穷尽，最后剩下的将是辐射和忽隐忽现的虚量子粒子。

到此，我们得到的结论只有：

大爆炸理论只是一个理论，其中的大部分是不可检测的。

我们关于地球上生命如何起源的想法非常模糊。

现在可以肯定存在黑洞，但我们并不确切知道其内部发生着什么。

宇宙的年龄还悬而未决。

还有，我们想知道宇宙是如何终结的。但我们不知道。