宇宙的命运

各位听众朋友大家好，我是主播欧锋，现在为您介绍科普作家汪洁所著《星空的琴弦》第24篇：最后的问题，宇宙的命运！

宇宙的命运最终会是怎样?这是我能想到的人类能够提出的所有问题当中的最后间题、没有什么问题能比这个问题更终极了。当然、所有对此问题的回答都是现有人类智慧下的回答,也不可能得到最后的验证。那么、研究这个问题到底有没有意义,为什么要去研究?我认为、所有的意义也都是人赋予的。在我看来,引发思考,满足好奇就是无与伦比的意义。在人类没有解决温饱问题之前,艺术是没有意义的,但是满足了温饱之后,人们会发现艺术的意义大于吃饭。如果你追问下去,艺术对人类的意义到底是什么?那么追问到最后就只有一个答案:给人带来美感！

在我眼里,星空就是一首交响乐,星辰大海是它的琴弦。第一乐章,巨大的太阳带动着八大行星构成了最初的奏鸣曲,唱出天体旋转和运动的永恒主题。第二乐章,宇宙旋律转入深沉的慢板、它带我们进入到更广阔的星系和字宙空间,让我们听到银河系、河外星系、乃至宇宙诞生之初的回响。当我们沉醉于这无尽的深邃时,旋律又开始进入到下一个风趣轻快的乐章,宇宙空间中的有机分子、类星体、脉冲星、暗物质和暗能量等角色粉墨登场,令人着迷。
现在,当我们在思考宇宙的终极命运时,也就是在聆听这首宇宙交响乐的,它也许高昂雄浑,也许轻柔悠远、虽然无法影响我的实际生活,但一定能给听懂的人带来无尽美感。除了対美感的追求,在我看来,研究宇由的终命运还有另外一个意义,那就是如果把人类文明当作宇宙中无以计数的文明中的一个来着待,那么这个问题的研究深度,就代表着人类文明在宇宙文明中的排名。它的意义不是针对某个个人,而是赋子整体人类文明的在暗能量发现之前、对宇宙命运的主流观点是大塌缩,科学家认为宇宙会经历一个由膨胀到收缩的点,然后宇宙就开始大爆炸的反过程一一場缩,最终宇宙又会缩成一个奇点,然后“砰”地一声再爆炸一次,如此循环往复。但后来科学家们发现了宇宙加速胀这个惊人的事实,大塌缩也就慢慢退出了主流。现在的主流观点认为:宇宙的最终命运有两种可能,一个是热寂说,一个是大撕裂说。
我们先来讲热寂说。
要把这个讲清楚,就必须要提到热力学第二定律(以下简称“热二”),这个定律不仅是热力学三定律中最难摘的一个定律、恐怕也是所有物理定律中最难说清楚的定律之一。而且“热二”的表述形式也特别多,不下十种,比如最早的表述是这样:不可能把热最从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。或者这样:不可能从单一热源吸收能量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。这两个算是最通俗易懂的,后来的科学家
把这条定律发展成这样:在一个系统的任意给定平衡附近,总有这样的态存在，从给定的态出发,不可能经过绝热过程得到。又发展成这样:对于一个有给定能量、物质组成、参数的系统,存在这样一个稳定的平衡态，其他状态总可以通过可逆过程达到之。这两个表述你肯定看晕了、不用自卑,我也跟你一样晕。不过,现代“热三“的表达形式倒是变得非常简洁了,一句话就能说清楚：任何孤立系统中的熵只能增大不能减小！
理解宇宙热寂说的关键是要了解热力学第二定律,了解“热二”的关键则是了解什么是熵。这个字其实是民国时期的著名物理学家胡刚复教授在1923年发明创造出来的、沿用至今已经成了物理学中的一个标准木语。不仅热力学中用到、在信息论、控制论、概率论、生态学中,它都被当作一个标准的术语广泛使用、这个概念相当重要。

什么是熵?就是衡量一个系统混乱程度的度量值。比如在麻将桌上刚刚洗好的一副牌的熵就很低,哗啦洗牌的时候,熵就很高。在一杯咖中,你倒入一勺牛奶,刚开始的时候,牛奶和咖啡还能分得比较清楚,但是随着时间的推移,慢慢地就混在一起了,在这个系统中,熵就是在慢慢地变大。

“热二”定律说的就是任何一个孤立的系统,也就是没有别的系统去干扰的话,系统的混乱程度只会增大不会减小。一个打碎的玻璃杯,不可能自发地还原。你在沙漠中堆起一座沙堡,风很快就会让沙堡消失,重新回归无序,再厉害的风也水远不可能把沙子吹成一座规则的沙堡形态。这是对対自然规律的一个深刻洞见,隐在这个规律背

后的规律其实依然是概率。如果我用沙子排列的可能方式去考察沙堡和一盘散沙,或许你就能理解为什么、风只能吹出一个个外形几乎ー

样的沙堆,而面吹不出一个规则的沙堡。而这个定律也很好地解释了为很好的解释了，为什么时间的箭头是单向的。

我们宇宙就是一个最大的孤立系统，那么对于这个孤立系统整体而言熵只会增大，不会减小，那么最终的结局也一定是达到热平衡，换句话说宇宙处处温度均匀一致，被称为热寂。
阿西莫夫的科幻小说《最后的问题》（略）
超脑说要有光，于是就有了光。
宇宙的第2种命运：大撕裂，如果暗能量产生的斥力与宇宙的平均能量密度的比值小于-1的话，那么很可能暗能量的力量会无限增强下去，一直把宇宙中所有基本粒子都互相扯开为止，所谓的彻底撕裂就是每个基本粒子之间互相远离的速度都超过了光速，任何基本粒子永远不再可能发生相互作用。
想想吧，每一个基本粒子互相远离的速度大于光速，这个宇宙不可能再发生任何变化，一切可能性都丧失了，这种结局似乎连要有光的机会也没有，但是在人类还没有彻底弄清楚暗物质和暗能量产生根源，之前大撕裂仍然是一个建立在流沙上的城堡，可能说倒就倒了。
以上就是一些科学家对于宇宙命运的思考。

20190322