热寂说并不是字面上的热死了,这是根据热力学第二定律中的“熵增原理”,认为宇宙的熵会不断趋向极大,最终达到热平衡,即宇宙每个地方的温度都相等。
热力学第二定理认为,在孤立的系统内,任何变化都不可能导致熵总值减少,这说明了世界只能退化,不能进化。所谓退化就是事物变得越来越无序,越来越简单,最终复杂的事物就没有了,世界就死寂了。
热寂说认为,这个宇宙中虽然现在事物有无数的多样性,有着非常复杂的事物,比如生命和人类,这种复杂的结构随着“熵增”的不断加大,就会渐渐消失。
宇宙走向沙漠化(比喻),所有物质都变得一模一样极其简单,宇宙到处温度都是一样的,这就是热寂,就是热寂说的宇宙末日。
但事实上,这个宇宙从大爆炸开始的无序状态,正在走向有序,观测事实并不符合“熵增原理”。我们看到的事实是整个宇宙在进化,生物从无到有,从简单到复杂,从单一到多样,宇宙中各种事物,都已经或依然在从大爆炸开始最简单的事物演化为越来越复杂的事物。
宇宙从最初始的混沌无序状态,变得越来越有序,星系恒星生成风起云涌,生命出现,种种迹象显示着的是一个“熵减”过程。
所以,宇宙热寂说从一提出,就充满了争论,现在这种学说似乎已经正在被摒弃。
宇宙大爆炸理论是人类对宇宙认识的重大突破,是人类数十年创新实验和理论研究的结晶。
这个理论从20世纪初出现后,越来越受到科学界的重视和公认,已经成为现代宇宙学的标准模型。
科学界经过百年观测研究发现,大爆炸理论已经具有了四个最重要的直接证据支持,即哈勃红移宇宙膨胀、3K宇宙微波背景辐射、宇宙氦元素丰度、基于大爆炸理论基础上建立的相对论多个预言的证实,比如引力波、黑洞、时间膨胀、时空弯曲等等。
关于大爆炸理论学说,时空通讯在前面的许多回答和文章中多有阐述,就不在这里多占用篇幅了,有兴趣的可以前往查阅。
我要说的是这个大爆炸理论对宇宙归宿的假设更具合理性。其中最重要的是冷寂说和循环说。大爆炸理论中有一个非常重要的参量,即Ω=ρ[,0]/ρ[,c]。
其中ρ[,c]是与哈勃常数密切相关的一种宇宙临界密度,ρ[,0]是现在的宇宙密度。
若ρ[,0]<ρ[,c],即Ω<1,则表明宇宙将会一直膨胀下去;若ρ[,0]>ρ[,c],即Ω>1,则表明于宇宙开始会膨胀,到达一定时间后,就会转为收缩;若ρ[,0]=ρ[,c],即Ω=1宇宙就会处于两者之间的临界状态。
现在科学家们大多数认同观测的结果为Ω<1,就是宇宙小于临界密度,所以宇宙会永远膨胀下去,最终归于冷寂是占上风的看法。
这种“冷寂”说认为,宇宙一直膨胀,星系和恒星之间将越来越稀松,最终所有恒星上的热核反映将全部终止,宇宙中留下的都是恒星死亡的残骸,如中子星、黑矮星、黑洞等,宇宙背景辐射将不断下降,越来越趋于绝对零度,宇宙在真正的寒冷中死去。
但时空通讯更中意于“循环”说。所谓循环说是基于可能Ω>1。因为这个宇宙能够观测到的物质只占4.9%,95.1的暗物质暗能量尚没有被观测到,因此很可能宇宙密度会大于临界值。
这样宇宙膨胀到一个临界点后就会转为收缩,收缩到一定状态就会真正的“热寂”,所有物质回归到大爆炸初期的量子汤混沌状态,最终收缩回归为一个奇点。
这种量子真空的奇点在某种涨落扰动下,或许一个新的宇宙又会在爆炸中出现。
自然规律是不以人的意志为转移的,但我们人类可以去发现和认识它,并利用自然规律来为人类服务。人类现在对宇宙归宿的发现和认知才刚刚起步,随着发现和认识的深入,还会有很多变数。
科学永远在路上。
有一点是这个世界的铁定规律,就是这个世界上一切事物都有一个诞生、成长、成熟、衰老、死亡的过程。即使目前发现寿命最长的元素铋-209,半衰期为2*10^18/年,其寿命可能超过宇宙数亿倍,但仍然要遵循这个过程。
宇宙也不例外。
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