宇宙的终结                      

 [英]保罗•载维丝

    尘世繁华，转眼即逝

     假设宇宙是上帝设计的，它就一定有它的目的。假如这目的永远也达不到，上帝就会设计失败。假如目的达到了，宇宙就没有必要存在下去。至少就我们所知，宇宙将有一个终结。

在宇宙死灭的时间和方式上，各种宗教分歧很大。有的警告人们说，宇宙的死亡就在眼前，到时候将在有启示录所讲的大毁灭，罪人将受到严厉的审判。其他的宗教则教导人们，天国即将来临，我们现在所看到的恶劣而无常的世界将被取代。有些东方宗教则倾向于认为，世界处于轮回之中，这个世界的终结便预示着另一个世界的再生。

就我们所处的宇宙区域而言，地球的命运是与太阳的命运紧密相联的。地球上的生命以阳光为主，对太阳现状的任何大的破坏都会造成灾难。太阳很可能有什么变故，一有变故，地球就住不了人了。对太阳恒定的热输出的任何改变都能打破地球脆弱的气候平衡，使我们进入灾难性的冰期。与太阳风（即来自太阳表面的稳定的粒子流）相关的太阳系磁场的变化也可能带来同样的灾难性后果。我们地球附近若有哪个恒星发生了爆炸，便可能使我们陷入致命的辐射之中，某个黑洞穿过太阳系也可能使众行星的运行轨道发生变化。

但是，假如地球能逃脱所有这一切令人不快的可能性，它显然也不能永远维持现状，“永世长存。太阳所辐射出来的能量，得要用核燃料来补充，而太阳的燃料储备最终会用光的。天体物理学家估计，太阳耗尽燃料还得要40亿～50亿年。宇宙现在的年龄是180亿年，而太阳的年龄已有45亿年，正处在鼎盛的中年。

随着燃料的减少，太阳会膨大起来，变成天文学家所说的一种红巨星。太阳的内核在艰难地维持能量生产的同时，会收缩又收缩，直至发生了量子反应才能使它稳定下来。在这个阶段，太阳可能膨胀很大，以致太阳附近的行星会被它吞没，地球的大气也被剥离，岩石熔化，甚至汽化。以后，太阳会开始进入一个飘忽不定的生涯，现在十分充沛的核反应到时将会为效率不那么高的氦燃料核反应所取代，氦燃料烧完之后，将会有更重的，再更重的无素燃烧。

当最后所有的燃料耗尽时，太阳就是由铁一类的较重的元素构成的了。那时，核聚变不会再释放能量。铁是原子核的最稳定的形态。根据热力学第二定律，一切系统都寻求达到其最稳定的形态。在这一阶段，太阳的中心温度会稳步上升到接近10亿度。燃料耗尽后，太阳内部外向的压力将减弱下去，引力将占据支配地位。一蹶不振的太阳将开始在自己的重压下收缩，使其内部的物质受到剧烈的挤压，其物质的密度将高达每立方厘米100万克。燃尽后收缩的太阳将会变得跟地球一样的大小，然后在多少亿年里半死不活地慢慢暗淡下去，最后冷却成为一个黑矮星。

在我们的星系以及所有其它的星系之中，到处都会有这同一套模式的重复：恒星先是不稳定，然后是燃料枯竭，恒星崩塌。所有的恒星会一个接一个地烧完自己的核燃料，最后再也支撑不住自身的重量，终于让无情的引力摧垮。

有些恒星（如超新星）死得颇为壮观。超新星内核先发生惊心动魄的塌缩，将超新星自身炸成碎片，释放出巨大的能量。这些突如其来的超新星爆炸之后，其中较轻的将变成一些弥满的碎片，环绕在一块高度压缩的物质周围。在这高度压缩的物质之中，质量相当于太阳的物质能被压成只有几英里的圆球。这样的物质重量巨大无比，一调羹这样的物质就比地球上所有大陆的重量加在一起还重。如此巨大的重力连原子也承受不了。天文学家们熟悉中子星，因为他们在过去的超新星的爆炸碎片中时常发现中子星。

较重的死星在面对引力巨大无比的力量的情况下，甚至不能够以变成中子星的方式来稳定自身。它们会加速收缩，最后变成黑洞。

宇宙学家爱德华.哈里森描述了宇宙缓慢衰亡的过程，他的语言很是形象生动：

        所有的恒星将会开始像即将燃尽的蜡烛一样暗淡无光下去，然后一个一个地熄灭。在空间的深处，那些宏伟的天体城邦，那些星系，将满载着多少时代的历史记录缓缓地死去。在成百亿年的岁月里，宇宙会越来越黑暗。偶尔会有几点光亮划破宇宙的夜幕，阵阵短促的天体活动使注定要变为星系坟场的宇宙得以苟延残喘。

物理系统在寻求最高熵的状态过程中探索了一些古怪的途径。随着我们所在的星系当中的恒星无情地燃尽，我们所在的星系也开始瓦解。太阳之类的恒星若要燃尽，得需要几十亿年时间，而在这段时间里，新的恒星将会不断地从星际气体中产生出来。较小的恒星走向死亡所花的时间，可能要几千倍于太阳死亡所花的时间，然而，锁闭在恒星之中有序的能量最终还是以辐射的形式杂乱无章地散步到宇宙中去，我们所在的星系将会暗淡，冷却下去。其它的星系也会遭（gmap）到类似的命运。

上述这些研究显示，我们现在看到的这个充满活力，富丽堂皇的宇宙将会有一个惨淡的下场。尽管宇宙灭亡所需时间长得令人无法想象（请记住，10×100e是1 后面有100个零），然而，看来没有什么疑问的是，我们上前所到的一切结构注定要消失，只留下那黑暗，寒冷，近乎空无一物的空间，其中的物质密度越来越低，只有几个零星的中微子和光子，以及很少的其他东西。很多科学家觉得这个场面很令人沮丧。

然而，宇宙还有另一种下场。之所以得出上述让人的结论，是因为假设宇宙会一直膨胀下去。这个假设并不确实。人们已知，宇宙的膨胀速度一直在稳步地降低，因为引力在抑制着星系分离。有些天文学家认为，宇宙的膨胀有一天会停下来。实际的情况是否真是这样，要由宇宙引力的大小决定，而宇宙引力的大小又要由物质的密度来决定。因为宇宙物质包括看不同见的物质（如中微子和黑洞）以及看不风的能量（如引力波），所以，要想估计总体的物质密度几乎是不可能的。

假如宇宙的膨胀真的停下来了，宇宙也不会保持静止。宇宙会开始收缩，其收缩运动是其膨胀阶段的时间映像。开始的时候，收缩是缓慢的，但几百亿年之后，收缩的速度就会加快。各星系现在是彼此相离而去，那时就会开始相互靠近，而且靠近的速度越来越快。宇宙的收缩阶段会酿成大灾难。

当宇宙缩至现有大小的1％时，收缩的效应会使温度高到水的沸点，地球（假若太阳在作垂死挣扎时地球有幸不死的话）将会变得无法居住了。那时，观察者也不能分辨一个一个星系了，因为随着星系间的各空间靠到一起，星系也就彼此融合了。宇宙若进一步收缩，温度还会进一步提高，那时，天空本身也会变成火炉，在这白热化的空间之中，恒星也开始沸腾，然后爆炸。

这时，各个事件的进程加快了步伐。所有的结构都会消散，它们的原子也分崩离析。在短短几千年的时间里，原子本身也会在迅速增高的温度中被击成碎片。这时，事件的时间尺度交小得不可思议。宇宙先是在几分钟的时间里收缩一些，然后又在几秒钟里收缩很多。累加的引力将宇宙的收缩变成了失控的向内爆炸。这，就是所谓的“大崩塌”。

这些可怕的事件引发了诗人诺曼.尼科尔森的灵感，使他写出了这样的诗句：

                    假如宇宙

                       倒转并现出

                       它的本相；

                       假如可见的光

                       向内流逝，自天空暴风雪一样的降下

                       众多的星系，

                       黑夜的透镜就会烧得

                       比聚焦的太阳还亮，

                       人就会失明

                       因为他眼中是一片白热的黑暗。

这时的宇宙离死亡就只有几微秒了。大崩塌就像倒转的大爆炸。核粒子分裂成夸克，在短暂的时间里，所有的亚核料子都被创造了出来，但是，整个宇宙一下子就在一瞬间缩小得比一个原子还小，于是，时空本身也分解了。

很多物理学家认为，大崩塌就代表了物质宇宙的终结。他们认为，宇宙（一切空间，时间，物质）诞生于大爆炸，他们也同样认为宇宙消失于大崩塌。消失于大崩塌就是完全的湮灭，什么也留不下，地点没有了，时刻没有了，什么东西都没有了。当存在的一切都死于引力的无限的毁灭力量时，就有了最终的“奇性”，然后就再也没有什么了。引力曾是宇宙的接生婆，引力也是宇宙的送葬者。