18 热寂还是大坍塌
宇宙的终结
我们可以预言宇宙的两种极端的命运:继续膨胀直到热寂,或者是大坍塌。大坍塌之时,无处不在的引力最终使膨胀停止,并且,使所有的物质不可抗拒地回聚到一起,从而形成一个最终的奇点。
热寂
19世纪时,克劳修斯提出了热力学第二定律和熵的概念,并于1867年提出了热寂说,他认为,将热力学第二定律推广到宇宙之中,便得出宇宙熵趋于极大值的结论。熵的总值永远只能增加而不能减少,宇宙的熵达到极限状态,宇宙就会停止变化,成为一个死寂的永恒状态。
同样地,按照开放的宇宙理论,宇宙物质的万有引力不足以使膨胀停止,却消耗着宇宙的能量,使宇宙缓慢地走向衰亡。在很多很多年之后,所有的恒星都已燃烧完毕,所有的宇宙物质衰变、消亡了,宇宙最终变得寒冷、黑暗、荒凉而空虚。
大坍塌
牵制宇宙膨胀的万有引力的大小,取决于宇宙物质的质量。当其数值大于临界质量之时,万有引力就会使宇宙膨胀的速度变慢,最后变成0。在从膨胀到收缩的转折点过后,宇宙的体积开始缩小,收缩的过程起初很慢,随后越来越快。在最后的时刻里,引力成为占绝对优势的作用力,它毫不留情地把物质和空间碾得粉碎。在这场“大坍塌”中,所有的物质都不复存在,一切“存在”的东西,包括时间和空间本身,都被消灭,最后只剩下一个时空奇点。
于是,我们可以这样描绘宇宙的历史,宇宙由大爆炸开始,至大坍塌终结。在这个过程中,由于引力的作用,出现了物质,出现了生命,并进化出了人类。但是,这不过是宇宙运动极其短暂的一瞬。大爆炸中诞生于无的宇宙,最终又归于无。
两种终结宇宙的猜想
热寂说
1867年,德国物理学家克劳修斯把热力学第二定律推广到整个宇宙,得出了宇宙“热寂说”。
大坍塌
宇宙膨胀模型有两种结果,一种是永远地膨胀,一种就是引发终结宇宙的大坍塌。
宇宙的密度大到使自身引力能够克服大爆炸以来的膨胀,并且把所有的物质在一次大坍塌中重新拉到一起,称为“大坍塌”。
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