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科学家认为:最快220亿年后,整个宇宙将会迎来末日?

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小时候夏夜乘凉,总以为头顶那片星空是永恒的。老人说,他们的祖辈也看过同样的星空,往后子孙也会继续看下去。

那时候谁都没告诉过我们,这片星空其实是有保质期的。而且这个期限,不是太阳几十亿年后熄灭的那种"遥远",而是整个宇宙本身的终结。

就像把球往天上扔,它不但没落下来,反而越飞越快。推动这一切的,是一种占据宇宙总能量约三分之二、却几乎没人说得清是什么的神秘力量——暗能量。



如果这股推力一直加强下去,就会出现最极端的那种结局,物理学家叫它"大撕裂"。按照w=-1.5这类较悲观参数的推算,大撕裂大约会在220亿年后到来。

时间表相当有画面感:大撕裂前约2亿年,星系团这种由成千上万个星系组成的庞大结构开始解体,像被扯散的毛线团一样一根根崩开;前6000万年,单个星系也保不住,恒星纷纷脱离轨道,各奔东西;前3个月,恒星和行星之间的引力失效,如果那时地球还在,它会突然挣脱太阳,变成一颗流浪的石头;最后几分钟,连岩石和金属都会被扯成碎片;再往后的10⁻¹⁹秒,原子核与电子被分开,宇宙成了一锅最基本的粒子汤,然后连这锅汤也被泼进无限扩张的空间里,再也聚不回来。今年DESI(暗能量光谱仪)国际合作组公布的第二批数据又给这个话题添了一把火。



更多科学家倾向于另一个更缓慢、也更令人窒息的版本——宇宙并不会被一下子撕碎,而是慢慢熄灭,慢慢冷掉,直到什么都不再发生。下面这个过程,才是目前主流宇宙学里"最后发生的事情"的样子。

事情其实已经在悄悄发生了。宇宙诞生之初是温暖幽暗的婴儿,充满由氢和氦组成的热气体云。

第一代恒星从这些气体里诞生,锻造出更重的元素,又在爆炸中把大部分物质还给宇宙,由后代继续使用。可是并非所有气体都能被归还。

每一代恒星里都会产生大量红矮星,它们烧得慢,寿命长达万亿年,死后不炸开、不散料,而是变成白矮星,把一部分气体永久锁住。中子星和黑洞里的物质,更是彻底拿不回来。

宇宙中可供造新恒星的"原料"因此越来越少。今天的宇宙其实已经花掉了九成多的"造星配额",剩下的够它再热闹几千亿年,但大质量恒星迟早烧完,像太阳这样的黄矮星也会一步步退场,最终只剩下寿命极长的红矮星慢慢消耗自己。

再过数万亿年,气体彻底耗尽。星系里大约88%的质量会变成白矮星,2%是中子星和黑洞,剩下大约10%是没能点燃的气态巨行星和褐矮星。



白矮星是老恒星的残骸,大小跟地球差不多,质量却接近太阳的一半,密度约是今天太阳的一百万倍,是宇宙里排名第三密的天体,只输给中子星和黑洞。它们表面温度高达十几万摄氏度,看起来还是闪耀的。

但它们没有新燃料了,只是在散热。至少要花十万亿年——相当于当前宇宙年龄的七百多倍——它们才会彻底冷却,变成一颗颗漆黑冰冷的死壳:黑矮星。

到那时,整个夜空都看不到光了。再往后,星系本身也开始解体。

经过极其漫长的岁月,每个星系里的天体要么被引力弹射进虚空,要么螺旋坠入中央超大质量黑洞被吞掉。最后,每一颗黑矮星都孤零零地飘在属于自己的那片可观测宇宙中心,哪个方向看过去都是无边的黑暗。



就算是黑洞也不是永恒的。它们会通过霍金辐射缓慢蒸发,直到最后一道闪光里化为乌有。最大的那些超大质量黑洞大约要熬到10的100次方年才会消失,这个数字已经没有什么能拿来打比方了。可即便到了那个时候,宇宙的故事还没完全结束。

真正的最后一幕,发生在那些早已冷却到接近绝对零度的黑矮星内部。它们之所以不坍缩成黑洞,靠的是一种叫"电子简并压"的东西。

在那种恐怖的密度下,电子被挤得极近,彼此相互排斥,硬撑着整颗星球的重量。打个粗糙的比方,就像一节极度拥挤的地铁车厢,乘客不愿意挨得这么近,但引力还在往里塞人,电子只好咬牙顶住。



可量子力学会在这里插一脚。两个原子核如果靠得足够近,有极小的概率通过"量子隧穿"直接融合在一起。

常温下这种概率小到忽略不计,但只要时间足够长,再小的概率都会变成现实。于是在冰冷到几乎没有能量的黑矮星内部,奇迹般地发生着极其稀疏的核聚变:一万亿年里什么都没有,然后两个碳核突然并成一个镁核;又过一百万亿年,两个氧核拼成硅;再过无数个"万亿年",硅核又堆成镍-56。

而镍-56是不稳定的。它衰变成铁的时候,会释放两个正电子,正电子跟电子相遇就会湮灭。

问题就出在这儿——支撑整颗星的,恰恰就是那些电子。每湮灭掉一对电子,就有一位"举星人"退场,引力就多压进来一点。



黑矮星的内部一点一点变成铁,电子一个一个消失。这个过程要持续多久?大约10的1100次方年,一个连超大质量黑洞蒸发时间在它面前都显得短暂的数字。在整个宇宙都看似凝固的黑暗里,只有这些铁球在以人类无法想象的节奏缓慢变化。

直到某一刻,质量最大的那颗黑矮星终于撑不住了。电子被耗得太多,简并压再也顶不住自身的重量,恒星骤然塌陷,然后爆炸——一场迟到了无数个"永恒"的超新星,亮度堪比整个银河,又一次把空荡荡的宇宙照亮。



只是,再没有任何眼睛能看见这束光。然后,就像一开始那样,一切重归黑暗与虚无。这就是宇宙里"最后发生的事情"。

220亿年也好,10的1100次方年也好,这些数字放在一个人几十年的人生里,几乎没有任何实际意义。人类大概率等不到那一天,太阳变成红巨星之前地球就不适合住了,更别说在那之前还有气候、小行星、核风险等一堆更现实的坎要迈。

知道宇宙终将结束,这件事本身不会帮你解决明天的工作,却可能悄悄改变一个人看待"存在"的方式。既然连宇宙都不是永恒的,那"永恒"这个词其实从一开始就是幻觉。

所有存在的东西,都只是在短暂地借用时间。听上去悲凉,但换个角度,有限反而给了每一刻以分量。



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