你的宇宙末日手册
2023-04-27 来源:飞速影视
大约1万亿年后,最后一颗恒星将诞生。大约100万亿年后,最后一盏灯将熄灭。
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坏消息是,宇宙将缓慢、痛苦、悲惨地死亡。好消息是我们不会在附近看到它。
星辰的尽头
我们目前生活在宇宙学家所说的发光时代——我们宇宙中充满星星、光和温暖的时代。每年,像我们银河系这样的主要星系都会制造出一些新恒星,每一代新星都带着前一代的火炬。
但是当谈到恒星形成时,我们的宇宙已经过了它的巅峰时期。恒星形成在近一百亿年前达到顶峰,此后一直在下降。这种奇怪的光减少的原因是,我们生活在一个膨胀的宇宙中。我们的宇宙每天都在变大。但是宇宙中的物质数量是固定的,所以所有的物质都会慢慢地分布在越来越大的体积上。
要制造一颗恒星,你需要将物质压缩成相对较小的体积,所以随着宇宙的老化,实现这一目标的机会越来越少。
很难以任何程度的精度来谈论宇宙的遥远未来,但我们可以做出粗略的估计。我们的宇宙目前已有137.7亿年的历史,整个宇宙的星系将在未来许多年继续制造新的恒星。但最终——大约一万亿年后——最后一颗恒星将诞生。
这颗恒星很可能是一颗小红矮星,只是我们太阳质量的一小部分。红矮星的寿命非常长,轻轻地啜饮氢气,为缓慢但稳定的聚变反应提供动力。但最终,包括红矮星在内的所有恒星都将走到尽头。大约100万亿年后,最后一盏灯将熄灭。
寂寞的宇宙
随着发光时代慢慢展开,宇宙本身将改变特征。以目前宇宙的年龄,我们可观测的气泡 - 由我们能看到的最遥远的物体定义 - 大约是900亿光年。以该直径为界的体积包含大约两万亿个星系。

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我们的宇宙不仅在膨胀,而且这种膨胀也在加速。在1990年代后期被发现并被称为暗能量,加速膨胀最终将关闭我们对更广阔宇宙的看法的帷幕。
✅ 这就是为什么有一天所有的恒星都会从视野中溜走的原因:
在一个膨胀的宇宙中,一个星系离我们越远,它似乎退得越快。事实上,离我们最遥远的星系已经以比光速更快的速度远离我们。这并不违反狭义相对论中熟悉的光速规则,因为星系本身没有移动;相反,我们之间的空间正在扩大。空间越大,需要扩展的空间就越多,因此衰退在更远的距离上显得更快。
然而,我们仍然可以看到这些星系,因为它们很久以前就发出了光,当时它们离我们更近。他们现在发出的光永远不会到达我们。由于宇宙的膨胀正在加速,这个视线边界离我们越来越近。随着时间的流逝,星系从视野中退去的距离越来越近。
一个接一个,无情的宇宙膨胀将把星系从我们身边夺走,将它们拉得如此之快,以至于它们的光再也不会到达我们这里。任何尚未被引力束缚的东西都无法在加速驱动的猛攻中幸存下来。只有由银河系、仙女座星系和三角座星系以及数十个卫星矮星系组成的本星系群将留在附近。
它不会很漂亮。我们的三个星系最终将合并成一个巨大的星系,与整个宇宙中的其他一切完全隔离。换句话说,我们的宇宙将是...只有我们。
慢慢地,即使是那个巨型星系,一个宇宙本身,也会消散。偶然的相互作用会将单个恒星 - 或它们剩下的 - 分散到随机轨道上,将它们送入银河系中心的巨大黑洞或飞入虚空,再也看不到了。10 20–1030年之后,没有复杂的系统会留下来,所有宏观物体都像岛屿一样,在无限黑暗的海洋中迷失和漂流。
堕落者
在那个极端的、深不可测的未来,我们慢慢消解的星系不会像今天这样出现。在我们的银河系解开束缚之前,恒星将早已消失。相反,最后一颗恒星的死亡标志着退化时代的开始,the epoch of our universe that will occupy quintillions of years (each quintillion is a billion billion years)。
个别行星将存活到这个时代,尽管它们将失去所有内部热源。小行星、彗星和其他各种太空碎片也将如此。最大的恒星将死亡,让位于中子星和黑洞。像我们自己的太阳这样的恒星将变成白矮星。红矮星将失去继续聚变的能力,变成黑矮星 - 一种奇怪的非辐射恒星物体,在我们相对年轻的宇宙中尚不存在。
谁知道宇宙在冰冷的未来会搞出什么奇怪的量子把戏。一个新的大爆炸可能突然从真空中涌现出来,从旧宇宙的灰烬中诞生一个新的宇宙。
随机量子相互作用最终也会慢慢地溶解这些宏观物体。当每一颗剩余的死星或流浪的孤独星球发现自己在宇宙中孤独时,单个原子将一点一点地离开它们。大约 10 65年后,宏观物体将不再存在于宇宙中。
黑洞将是最后的抵抗者,但它们也将屈服于黑暗。一种被称为霍金辐射的奇特(具有不寻常的性质)量子过程迫使所有黑洞缓慢辐射掉能量和粒子。这个过程是低效的定义——一个典型的黑洞每年大约发射一个粒子——但在这些时间尺度上,即使是最慢的过程最终也会完成。随着每次辐射的发射,黑洞的质量都会减少。
10100 年之后,它们也会被冲走。

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接近遗忘
在宇宙的最终遥远未来,在所有恒星离开舞台之后——连同它们退化的残骸和黑洞——只有单个粒子将主宰宇宙。
我们还不知道质子在这些生命中是否稳定。如果是这样,那么质子将作为宇宙中最大的物体存活下来,直到它们最终也必须在10200年衰变后。
如果暗能量继续主宰宇宙,宇宙继续膨胀,我们现在会遇到所谓的宇宙热寂。我们宇宙的当前时代具有巨大的能量和热量差异,但热力学的铁定律决定了这些差异最终将消失。
宇宙 - 剩下的 - 将达到热平衡,没有显着的热差。而且这个温度将继续下降,慢慢接近,但永远不会完全达到绝对零度。随着热的死亡而来的是任何形式的生命的死亡,无论多么奇特和陌生。
然后。。。好吧,谁知道呢。大爆炸的最早时刻对我们来说是一个谜,因为那里的条件是如此极端,超出了我们目前对物理学的理解。极其遥远的未来也是如此。我们所有的物理学知识都是基于我们在当今宇宙中所做的实验和观察。我们根本没有完整的基础来考虑在数万亿年(这只是开始)时间尺度上运行的流程。这实在是太诡异了。
谁知道宇宙在冰冷的未来会搞出什么奇怪的量子把戏。一个新的大爆炸可能突然从真空中涌现出来,从旧宇宙的灰烬中诞生一个新的宇宙。这种可能性几乎小得不可思议,但与宇宙未来存在的巨大时间尺度相比,即使是最不可思议的几率也几乎是保证。
或者一些完全意想不到的事情可能会发生,我们现在甚至没有语言,因为它不是今天宇宙运作方式的一部分。我想我们只需要等待并找出答案。