科学史上最简单的物理定律,却对宇宙的最终命运进行了宣判!

我们在内心深处经常问自己,我们是谁?我们从哪里来?要到哪里去?关于这个问题,最终归结到了世界的终极一问:宇宙是怎么产生的?宇宙的最终又会怎么发展下去?

科学史上最简单的物理定律,却对宇宙的最终命运进行了宣判!

美丽的宇宙星云

这个问题看似十分的深奥,十分的高大上。或许人类永远无法知道最终答案。但是这个归宿问题就像一个孤儿在长大后努力的去搞清自己的身世一样,吸引着科学家们去探索。

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美丽的宇宙星空

目前关于宇宙是怎么来的?这个问题的探索归功于一个天文学家的探索。此人就是哈勃。哈勃是美国天文学家。他在长期的观测中发现,宇宙中的星系都存在红移现象。红移现象意味这些星系都在远离我们。换句话说,宇宙在膨胀之中。这时哈勃的脑洞大开了。既然星系在远离我们,宇宙在膨胀,那么如果反过来看,让时间倒流,是不是所有的星系都会慢慢的彼此靠近,最终回到最初的一个点上呢?

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宇宙大爆炸理论创始人哈勃

打个比方就明白了,咱们去看电影,胶片从第一帧开始一直播放下去,直到电影结束。为了下次的播放,放映员会把电影胶片倒放回去,电影故事情节不就是从最后一帧回到了第一帧呢?所以那个点就可能是宇宙创世之初。这就是著名的宇宙大爆炸理论。那么宇宙现在已经离开这个点多久了呢?就是宇宙的年龄。答案是138.2亿年。又没有朋友和我一样想知道138.2亿年之前宇宙大爆炸之前是什么样子呢?

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可见宇宙的极限接近婴儿期宇宙

再来聊聊第二个问题。宇宙既然有开始,那就有结束的那一刻吗?宇宙的未来是什么样子的。这个问题居然被一个科学界最简单的物理定律给回答了。这就是著名的热力学第二定律,又叫熵增定律。熵增定律就是在自然过程中,一个孤立的系统总是从有序向无序发展。

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宇宙星系草帽星系

举个例子,玩过沙子城堡的人都知道,城堡是有着规则形状的物体,是有序的但最终它还是会变成一堆杂乱无章的沙子。然而沙子自己不会变成城堡,要变成城堡就需要我们去建造,这就要消耗我们自身的能量来使它保持一定的形状。也就是说我们不加干涉的话,城堡最终会变成散沙。生命也是有序的,要维持生命运动的延续,就需要从外界获取大量的能量来维持。如果生命不在从外界获取能量,生命会死亡,最终形体消失,变得无序起来。

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沙子城堡和沙子

这些过程就是熵值逐渐增加的过程达到最大值的过程。早在1865年,德国物理学家R克劳修斯根据热力学第二定律对宇宙的最终命运做出了预测。他认为宇宙的能量是不变的,宇宙的熵值将趋于最大值,宇宙的变化能力也越来越小,宇宙中所有的一切,包括生命,行星,恒星,星系等等都最终从有序变得无序,所有的运动都转化成了热运动,这是宇宙出于一种永恒的死寂状态。

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热寂论中的宇宙最终命运

这时的宇宙没有星光,一片黑暗!没有物质,一片空虚!时间失去了存在的意义!这就是热寂论对宇宙命运的宣判。是不是结局有些悲惨?真心不希望宇宙的最终命运是这样!

还好,热寂论只是一种推测。宇宙的最终命运如何,科学界存在着多种推测。有种推测是大爆炸后宇宙膨胀的某种程度后,受到引力的影响,开始收缩变小,最终回到起点。然后宇宙再爆炸,再膨胀,再收缩,周而复始,这是一种永恒,富有生命力的永恒。

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对于宇宙的命运你认为会是什么样子的呢?


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