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wang.zhou.803 的博客

 
 
 

日志

 
 

宇宙终将走向黑暗 时间也会消失  

2016-06-10 09:48:16|  分类: 科学研究(揭秘、 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   宇宙终将走向黑暗 时间也会消失 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客 
宇宙终将走向黑暗,时间也会消失,宇宙本身就是一个奇迹,生命就是宇宙理解自己的方法。

 宇宙终将走向黑暗 时间也会消失 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客

地球围绕太阳运行一周需要1年,整个太阳系围绕银河系中心运行一周,需要花2.5亿年,自人类出现以来,我们还未能绕过这个轨道的千分之一,然而这一切并非永恒,随着时间的流逝,宇宙也终将走向消亡,时间也会随之消失。


宇宙终将走向黑暗 时间也会消失 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客

在阿根廷南部巴塔哥尼亚地区的莫雷诺冰川,正向南美大陆推进,乍一看,它们就向宇宙中的那些循环一样,稳固不变,但近距离观察便会发现,它无时无刻不在运动,并且已经持续了数万年,冰川的运动揭示了时间的本质,时间就是将事件按顺序简单排列好,然后一步接一歩的发生,随着时间流逝,雪花飘落,形成冰块,冰川慢慢沉入谷底,如此简单的顺序却包含着深刻的道理:事件发生的顺序总是相同的,从不混乱,也不会逆向发生:
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 我们永远不可能在现实中看到这样的景象,但是这些水分子为什么不能在湖面凝聚,然后跃出水面,凝结成冰块,重新粘合回冰川表面呢?唯一的解释就是时间具有指向性。
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  我们对时间的指向性有着直观的认识,未来总是与过去不同,能够认识到这一点,是因为我们目睹了年复一年的变化,其实相比于过去,我们现在所做的一切不过是在努力维持一种“衰退”。举个例子,一座跨海大桥,如果停止维护,钢铁将会锈蚀,大桥则会在数十年内自然崩塌。那么又是为什么会产生这种衰退呢?
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      早在19世纪,为了解决蒸汽机的效率问题,热力学诞生了,随着不断的深入研究,一条非常重要的物理学定律应运而生—热力学第二定律,其中产生了一个新的概念“熵”,熵从元素角度解释了,万物重归自然状态的原因。从另一角度理解,熵是一个系统中"无秩序"的程度,熵值越高则表示越无序,就像沙滩上的沙子;熵值越低则表示越有序,就像沙子塑成的沙堡。
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         然而并没有哪一条物理定律可以说明这个过程不可逆转,即风将砂砾吹走,落在一处,再精确摆放成沙堡的形状,原则上说,风是可以用一堆沙子建起一座沙堡的,但事实是我们从未也不可能见到这样的情况发生,因为风吹走沙子,正是在改变沙堡这种低熵值的结构,使之变回高熵值的一堆沙子,所以我们知道了万物的熵值都是在不断变大。 
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由此我们知道为何过去与未来存在差异:一切事物都是从有序走向无序,而这个原理并非仅适用于地球,整个宇宙也是在走向无序状态。 
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宇宙就如同我们的生命一样,一切都在不可逆转的变化,时间的箭头带动了整个宇宙的演变。GRB090423是一颗沃尔夫-拉叶星,亮度约为太阳的一万倍,这种巨型在衰竭时也会塌缩,导致大量物质从磁极喷射而出,爆炸时放射出的光芒是太阳的一万亿倍。
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图中心的红点便是这次爆炸的余晖,来自大约130亿年前,在宇宙诞生后的6亿年左右,是我们所观测到的最古老的天体。
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实际上,在不断的演化中,宇宙经历了不同的纪元,在漫长的岁月中,每一段起始和终结,都伴随着独一无二的里程碑,第一颗恒星的诞生,是宇宙演化最重要的变化之一,它标志着“原初时代”的结束,同时也标志着宇宙第二个重要时期的开始,也就是我们现在所处“生星时代”。     
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但由于熵的不断增加,恒星终会走向死亡,就地球而言,在太阳即将消亡之时,地球上的所有生命乃至地球本身都将灰飞烟灭,如果那时候我们还能够看到日出,太阳将会膨胀到填满整个地平线。
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 如果能够从太空中目送地球最后一程,我们所看到的将是一粒沙子被变成红巨星的太阳吞噬。
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紧接着,在6亿年后,太阳将会爆炸,而其核心则会变成一颗散发着微光的白矮星,它的体积和亮度都不及原本的百万分之一。
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白矮星没有任何可供燃烧的能源,它的微光源自于太阳熄灭的最后一丝余热,这些太阳的残留物都将在广袤极寒的太空中逐渐冷却,然而太阳的命运同样是所有恒星的命运。终有一天,所有的恒星都将消亡,宇宙将陷入永无止境的黑暗,这便是时间指向性的最深远影响,因为我们所在的这个结构化宇宙及其中所有的奇迹,行星,恒星,星系都不可能永远存在,宇宙终将走向灭亡。
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首先我们会迎来“生星时代”的结束,大质量恒星会最先消亡,在剧烈的坍塌后,变成黑洞,在它们消亡很久之后,有一种星体能存留下来—红矮星,它的质量相当于太阳的10%~20%,正是因为它们非常小,以致其燃烧的异常缓慢,拥有数亿万年的寿命,红矮星将是宇宙中最后存留的恒星,但这一切还远没有结束。 
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红矮星最终也将耗尽燃料,逐渐消散,和太阳一样,它们最终会成为一颗白矮星。随着“生星时代”的结束,即使再微弱的一丝光,都将在宇宙中消失,到那时宇宙将有100万亿年的历史。 
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那些最后残留的恒星最终将变为黑矮星,构成它们的原子被严重压缩,因此黑矮星的密度是太阳的100万倍,但再也无法产生任何能量辐射,要达到这个时间点,需要很长的时间,目前认为,即使是140亿年后的今天,宇宙中也不会出现黑矮星,虽然我们没有见过黑矮星,但仍然可以预见它们的结局。

黑矮星内部的物质,就是宇宙中最后的物质,最终它们将变成放射物进入虚空,此时宇宙中将不会再有任何物质,哪怕是一粒原子,我们曾经繁荣的宇宙将只剩下黑洞。

最终,在相当长的一段时间后,甚至连黑洞也将消失,宇宙的温度将渐渐趋于一致且将至绝对零度,变为一片纯粹的虚无,值得一提的是,这里所谓的“相当长”一段时间,是一个我们无法理解的数字,如果将1粒原子记做1年,那么宇宙中所有的原子加在一起,都无法接近这个数字。

至此,宇宙的故事就彻底结束了,在整个宇宙的历史中,它将第一次成为永恒不变,熵值无法再继续增大,宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能,所有物质温度达到热平衡,宇宙再也无法变得更加无序,这就是我们所熟知的“宇宙热寂”,在那时,过去-现在-将来已经没有任何不同,时间也就停止了。

然而有人不禁要问,“是否存在一个不必从有序走向无序的宇宙?”答案是:至少我们无法存活在这样的宇宙中。因为物质的形成、恒星行星的形成,乃至生命这样的奇迹诞生,都需要时间,而在那个“不必从有序走向无序的宇宙”中,没有时间这种东西。 
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虽然人类与宇宙中的其他物质一样,只是宇宙从有序走向无序的一个过程,然而宇宙本身就是一个奇迹,因为生命就是宇宙理解自己的方法。

 


 


 

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