黑洞简史3：为什么宇宙的未来是关于空间而非关于时间的？

我们身上的那些原子，可能有一天，在一个深不可测的遥远的未来，‍‍成为宇宙尽头的黑洞的一部分。‍‍

——《A BRIEF HISTORY OF BLACK HOLES：And why nearly everything you know about them is wrong（黑洞简史：以及为什么你对它们的了解几乎都是错的）》

好，今天我们把黑洞简史这本书说完。

我们都知道宇宙的‍‍起点是来源于大爆炸，是吧？

那么宇宙的终点是什么呢？‍‍今天我们就通过黑洞简史这本书来给大家讲一讲宇宙的尽头在哪里。

‍‍我们现在通过天文望远镜观察星系的红移现象，发现他们是在加速远离彼此，‍‍所以我们得出一个结论，宇宙正在膨胀。

一、大爆炸描述的并非宇宙源头，而是10的-36s后的宇宙

如果倒推回去的话，‍‍就产生了整个科学界最著名的理论之一——大爆炸理论。‍

‍如果让宇宙的时间倒流，你会看到所有的星系变得更加紧密，所有的物质都被挤压到一个无限小的空间。当你试图把大量的东西，包括质量温度和压力放入一个无限小的空间，‍‍最终你会得到一个奇点。‍‍

我们很多人认为大爆炸理论它是关于宇宙创造的理论，‍‍但其实它并不是‍‍。

为什么这么说？因为大爆炸理论其实只描述了宇宙如何从一个令人难以置信的热‍‍和密的状态，变为我们今天看到的星系的分布和不同的这种形状。‍‍

而在普朗克时间之前，也就是10的-43次‍‍秒之前，时间还没有诞生。我们的物理学是不允许我们倒回到10的-43次秒之前的。

‍‍而我们的物理知识允许我们一直倒退到宇宙，只有短短的‍‍10的-36次秒，‍‍在这之前的10的-43次到10的-36次秒之间，‍‍我们所有已知的物理学定律都会被打破。

这个时候的4种基本力也就是引力、电磁力、强力和弱力，‍‍与我们现在的物理学是完全不一样的，它们是能够合并成一个的。‍‍

要描述这一段时间的宇宙变化，我们需要用一个大统一理论，‍‍也就是物理学当中经常提到的gut。当然我们现在还没有把它统一起来。

所以大爆炸理论只能描述10的-36次秒之后的宇宙。

‍‍二、宇宙现在在膨胀

我们刚刚已经谈到了大爆炸之后空间开始膨胀，‍‍而且膨胀速度一直在被暗能量这种东西给加速。虽然我们现在根本不知道暗能量是啥，‍‍但是大家都知道一个万有引力定律，这个是向内拉扯的吸引力。‍‍但到目前为止这个空间是在膨胀，说明吸引力‍‍没有能防止宇宙的扩张。

‍‍我们想要预测未来宇宙的最终命运，就需要计算一下‍‍宇宙的能量预算当中有多少是用于推动膨胀的，‍‍有多少是用于制造物质的？‍‍

如果用于制造物质的能量和用于推动膨胀的能量，两者之间是相互平衡的话，‍‍那么宇宙的膨胀最终会减缓变得无限的小。‍‍如果能够达到这样的平衡的话，那么就有一个参数叫做密度参数，‍‍它就会等于一。

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三、密度参数

我们用密度参数这个东西来测量，‍‍到底是用于推动膨胀的能量大，还是用于制造物质的能量大。

如果密度参数等于1，那么宇宙的膨胀就会被物质所平衡，‍‍宇宙最终会达到一个平衡状态，就是膨胀到一定程度之后就不再进行膨胀了，‍‍膨胀的速度会变得无限的小。

但如果参数密度是小于1的话，‍‍那么物质就会被膨胀所压制，宇宙将会在无限的膨胀之下‍‍变得越来越稀疏，宇宙将结束于大裂变，‍‍膨胀会以指数形式增加，直到它不仅压倒了引力，‍‍还压倒了将原子本身的粒子结合在一起的强力。‍‍宇宙最终会成为一个非常稀疏的粒子与粒子之间也离得非常远的一个集合。‍‍

那么，如果密度参数大于1的话，物质就会超过膨胀，‍‍空间的膨胀将开始放缓，然后‍‍空间就又会被吸回去卷回去，最后在大紧缩当中开始收缩。‍‍在这种情况下，宇宙中所有的物质和能量都会被卷回，‍‍宇宙中的小块区域会变得足够密集，形成超大规模的黑洞，‍‍然后他们也会被卷进一个孤独的起点，‍‍宇宙在本质上就变成了一个循环宇宙，它会回到它最初开始的地方。所以有一些天体物理学家就在研究这种循环的大反弹的可能性，‍‍想看看宇宙在大爆炸扩张和大压缩收缩之间的无休止循环到底是怎么回事儿。

四、宇宙的命运如何？

‍‍好，为了找出这三个情况，哪个才是宇宙的最终命运，我们尝试测量了密度参数。

‍怎么测？就是来观测宇宙微波背景辐射。

测量的结果是什么呢？‍‍就是宇宙的密度参数的值是1.02+-0.02。‍‍加减0.02是测量误差。

什么意思？就是说密度参数，咱们测了半天，‍‍最后的结果可能是1.00~1.04的任何地方。

也就是说宇宙不会一直膨胀下去。

它要么就是保持平衡，‍‍膨胀到一定程度就不膨胀了。

要么只要是1.00之后的任何一个数值，‍‍那么宇宙有一天最终还会战胜膨胀。‍‍

我们都知道1.00~1.04这个区间，‍‍这个数值是偏向于物质有一天会战胜膨胀的。‍‍这个值只要比一大那么一点点，那么宇宙最终的命运就是大压缩，‍‍宇宙中所有的东西都会被卷进一个最终的奇点，包括所有的黑洞。‍‍

五、总结：豁达点

我们之所以要读这本书，要给大家讲黑洞简史，讲宇宙的未来，‍‍就是希望大家能够有一天抬头仰望一下星空，‍‍从那些生活的琐碎事情当中，‍‍从那些具体的挣扎和压抑当中跳出来，。

用宇宙的这种视角，宇宙的这种观念来观察我们的生活。至少我们可以变得豁达一点。

我们的生命实在是太短暂了，太宝贵了。‍‍我们的生活其实和宇宙、和黑洞是有着内在的联系的，因为‍‍有一天我们生命走到了尽头，‍‍我们把身上的所有的原子都归还给了整个宇宙，曾经组成我们身上的每一颗原子，都可能会在未来的某一天，‍‍在一个深不可测的遥远的未来成为宇宙尽头的黑洞的一部分。

‍‍我想这就是这本书能给我们普通人带来的一种精神上的观念上的震撼，‍‍活得豁达一点。咱们下本书再见。‍