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第11章 宇宙毁灭(3 / 3)

也许宇宙将以完全相反的方式结束--它不是永远膨胀到虚无,而是改变方向,在所谓的“大挤压”中自我坍塌。

在引力试图将万物拉在一起和暗能量试图将其推开的宇宙“拉锯战”中,科学家们通常将他们的“筹码”放在暗能量上,这将最终导致大冻结或大撕裂的结局。但我们不能完全将引力排除在外。

如果宇宙中的物质密度足够高,其引力可以克服膨胀,并引发收缩阶段。当宇宙再次收缩时,一切都将开始向其他事物移动。与我们目前的膨胀阶段非常相似,当时活着的人不会受到直接影响--至少在接近尾声的时候。

星系团将开始合并,然后是星系本身,最终单个恒星将更有规律地碰撞。但真正的麻烦始于宇宙微波背景--大爆炸留下的宇宙背景辐射。随着其光子向光谱的蓝端转移,这种辐射升温,直到最后它变得比恒星还热。这意味着恒星不能再向外辐射它们的热量,并将继续变得越来越热,直到它们蒸发掉。

在最后几分钟里,宇宙的温度会非常高,以至于原子本身都会散开。他们不会有很长的时间来担心这个问题,因为他们会被吸进黑洞,而黑洞在不断缩小的宇宙中所占的比例越来越大。

最终,宇宙的全部内容将被挤压成一个不可能的微小空间--一个奇点,就像一个反向大爆炸。

不同的科学家对这个收缩阶段可能开始的时间给出了不同的估计。它可能还在几十亿年之后。或者,根据最近的一项研究,从宇宙角度来说,它可能很快就会到来,因为宇宙从现在起大约1亿年后会逆转。在该模型中,收缩阶段将需要大约10亿年,然后我们才会回到那个奇点。

但这可能不是终点。上述假设的一个变体表明,在宇宙坍缩成一个无限密集的奇点之前,它被量子过程所拯救,并再次扭转方向,开始一个新的扩张期,这实际上是一个全新的宇宙的另一次大爆炸。这个模型被称为 “大反弹”。

虽然这听起来有点太方便了,但这个想法的支持者说,在量子物理学的世界里有一些先例--毕竟,随着宇宙向奇点缩小,它变得如此之小,以至于量子规则取代了我们熟悉的大规模经典物理学。

在这一点上,量子隧道可以发生,粒子可以克服障碍,而从各方面来看,它们不应该有足够的能量来通过。这推动了像放射性衰变这样的过程,根据最近的一项研究,这也可能允许一个收缩的宇宙 “逃脱”完全坍缩的命运,并再次开始膨胀。

耐人寻味的是,对大反弹的支持产生于另一个叫做圈量子引力论的理论,该理论是作为一种用量子力学解释引力的方式而产生的。

“大反弹”假说的有趣含义是,我们可能处于一个永无止境的宇宙创造和毁灭链的中间。

这份名单上的最后一种末日情景可能是最令人不安的,因为它可能已经在向我们袭来,而我们在它袭来之前不会知道。这就是所谓的“伪真空衰变”或者更通俗地说,是The Big Slurp。

这是一条物理学定律,一个系统会自然地试图变得稳定。为了做到这一点,它从一个高能量的状态移动到一个低能量的状态,直到它稳定到其可能的最低能量状态。对于量子场,这被称为其真空状态。

人们认为,所有已知的量子场都处于其稳定的真空状态--除了一个:希格斯场。它似乎处于一种伪真空状态,这意味着它目前看起来很稳定,但被预测为不处于其最低能量状态。但这可能会毫无征兆地改变。从字面上看,任何一秒钟,希格斯场都可能突然滑入一个较低的能量状态,在这一过程中,宇宙的一大块(如果不是全部)都会被摧毁。

所需要的只是空间中的一个小点坍缩到这种低能量状态,这将使一个真空衰变的气泡以光速向外扩张。移动速度如此之快,我们甚至无法看到它的到来。一旦我们进入这个气泡会发生什么?没有人真正确定,但它可能会改写自然规律。在这些新的物理学下,有可能出现生命 - 但宇宙可能完全不同,我们甚至无法想象。最坏的情况是,所有物质都被摧毁。

如果有好消息可寻,那就是这个想法有很多不确定性。一些模型预测,伪真空衰变在许多亿年内还不可能发生,或者说它完全不可能发生。其他人则认为,它现在应该已经发生了,表明我们目前的宇宙可能实际上是泡沫内的奇怪的新物理学。

也可能比人们给它的评价更稳定。毕竟,它只是在最近才随着希格斯玻色子的发现而被证实,所以还有很多东西需要通过进一步研究来学习。

宇宙的毁灭如此之快,瞬间变成无。