根据庞加莱回归理论,我们的宇宙会再次回到原点吗?
给一只猴子无限长的时间,它完全可以用打字机敲出一本小说,给我们宇宙无限长的时间,它会再次回到原点吗?
物理学家告诉我们,宇宙中的所有粒子本质上都在无序运动,但物质总量是不会变的,因此理论上来说:只要时间足够长,宇宙这个封闭系统内的粒子们的运动状态总会回到过去某一刻,甚至是回到原点,也就是宇宙大爆炸。
这种理念在数学上被称为庞加莱回归,但也有物理学家提出了反对意见,因为宇宙中的基本粒子虽然是无序的,但它们组成的恒星和星系以及人类自己,却实非常有序的,也就是熵值高的粒子自动变成了熵值更低的宏观物体。
问题在于熵增定律,这个定律认为封闭系统内的熵值只会越来越高,而不可能自动降低,我们所看到的有序的宏观物体,确实也是熵增的产物,比如一个杯子从完整到碎裂就是个熵增的过程,而我们如果把它再次复原的话,这个过程中又会创造更多的熵增,所以在杯子不可能自动复原的情况下,宇宙中的熵值只会越来越高。
回到最开始的庞加莱回归上,在宇宙中的存在过的所有恒星和星系,以及包括人类在内的所有生命,本质上已经是宇宙低熵值阶段的产物了,所以未来不论基本粒子怎么运动,都不可能再次重新低熵值阶段,所以我们的宇宙并不会回到原点,让一切再来一次。
事实上现在宇宙学理论认为,随着宇宙年龄的增加以及熵增的不可逆转,宇宙中的恒星会一颗颗熄灭,黑洞会一颗颗蒸发,虽然还会有新的星云产生新的恒星,但它们也依然会熄灭,星云也会因此消散不足以再次坍塌成恒星。
所以最终的宇宙将是一片漆黑,不存在任何光源和热源,达到所谓的热寂状态,此时宇宙中的熵值达到最高,无序度达到最高。
不过也有理论认为,虽然熵增无法逆转,但热寂结局来临之前宇宙可能会面临新的变化,那就是宇宙膨胀的减速和停止,以及可能发生的收缩。
这个被称为循环宇宙的理论,是由诺奖得主彭罗斯提出的,他还是霍金生前的同事,他认为虽然现在的宇宙处于加速膨胀状态,但未来随着暗物质和暗能量的性质被揭开,宇宙有可能在未来某天从加速膨胀变成减速膨胀,然后是停止膨胀。
紧接着宇宙还会在引力作用下发生收缩,到时候我们会看到远离地球的星系们都在靠近地球,宇宙中的物质密度也会越来越大,最后宇宙中所有的物质都会被挤压在一起,形成一个质量无限大体积无限小的奇点,然后再来一次宇宙大爆炸,产生一个新的宇宙。
新宇宙中的物理定律可能跟现在完全不一样,而我们现在的这个宇宙有可能也是上一次宇宙轮回后的产物,也许上个宇宙的光速是每秒100万公里,再次大爆炸后产生我们的这个宇宙,光速只剩下每秒30万公里了,而下次大爆炸诞生的宇宙,谁也不知道是什么样子。
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