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宇宙无限膨胀:人类的未来处境如何?

发布: 2016-10-23 14:09 | 来源:网络 | 作者:admin | 查看:

 

  宇宙正在加速膨胀。如果这一结论获得证实,那么生命的前途可能极为不妙。物质将变得稀薄,现在我们眼中的所有恒星将离去。到那个时候,就真的没有新世界可供人类征服了,我们将真正成为宇宙中的孤独一族,甚至很可能根本无法存在。宇宙学观测表明,宇宙将永远膨胀下去,而不是像科学家一度认为的那样,膨胀到一个最大尺度后又开始收缩。因此,我们注定不会在一场狂暴的大收缩中走向世界末日

  初看起来,永恒的膨胀应该使我们乐观:有什么东西能够阻止一个有充分智慧的文明,利用无穷无尽的资源从而永远生存下去呢?但是生命是靠能量和信息繁荣兴旺起来的:在永远膨胀的条件下,任何一种有意义的意识形态都不可能永远存在。

  在普林斯顿高级研究所的弗里曼·戴森于1979年发表一篇经典论文之前,没有几位宇宙学家深入考虑过一个永远膨胀的宇宙对生命的影响。自从戴森的论文发表后,物理学家和天文学家开始反复思考这个问题。在一个可能具有无限体积的永恒宇宙中,人们希望能够收集无限多的物质、能量与信息。但出人意料的是,即使我们付出了无数代的艰辛努力,仍然只能收集到有限数目的粒子、有限的能量以及有限数目的信息位。令人更感沮丧的是,可用的粒子数、尔格数以及信息位数或许会无限增长,问题不是缺乏资源,而是这些资源很难收集。

  

  最主要的障碍恰好就是使我们能够期望生命永存的那个现象——宇宙膨胀。通常当宇宙的尺寸增大时,能源的平均密度就下降。宇宙的半径增加1倍,将使原子的密度下降为1/8。对于光波,这一下降的速度更快。由于宇宙的膨胀把光波拉长,从而吸走了光波的能量,因此当宇宙半径扩大1倍时,光波能量密度将下降为1/16。

  由于物质密度的下降,收集资源将成为越来越费时的工作。届时,我们可以采取两条截然不同的策略:让物质送上门来或出去搜寻物质。对于前者,从长远来看,最好的方法莫过于让引力来承担这一工作。然而,引力也面临着同宇宙膨胀相抗衡的问题,因为后者使物体分开,从而削弱它们之间的相互吸引。

  只有一种情况除外:即宇宙刚好处于膨胀与收缩之间时,在这种情况下,引力将无限度地聚集起越来越多的物质。但是,最新的观测结果却与这种情况相矛盾,而且可以聚集起来的物质变得高度集中后将坍缩成黑洞


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