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第37節(jié):宇宙的結(jié)局 大爆炸后187億年向前(2)

大爆炸:宇宙通史 作者:(英)帕特里克·摩爾


大約1020年后(比宇宙目前的年齡老10倍),宇宙將是一片凄涼景象:死去的恒星和行星的亡靈,可怕的黑洞,四處穿梭的元素粒子和光子。整個(gè)空間將膨脹到一個(gè)我們無(wú)法想象的尺度,黑洞之間的距離將至少比現(xiàn)在的可觀測(cè)宇宙還大100倍!任何生命都將消失。宇宙尚未滅亡,但生命游戲已經(jīng)悄然終結(jié)了。

沒有永恒

甚至連黑洞也不是永生的。我們?cè)谇拔脑岬竭^,空間中任意一團(tuán)真空其實(shí)都被稱之為“虛粒子”的東西充滿,它們的壽命極其短促,因此通常無(wú)法轉(zhuǎn)換成普通物質(zhì)。這些粒子總是成對(duì)出現(xiàn),除了電荷極性相反外,其他的一切性質(zhì)都相同。它們會(huì)在一瞬間互相湮滅。

然而,假設(shè)一個(gè)粒子和它的反粒子恰巧出現(xiàn)在黑洞視界的邊緣,請(qǐng)記住視界就是黑洞吞噬萬(wàn)物的臨界區(qū)域。這對(duì)粒子還來(lái)不及發(fā)生湮滅,其中之一可能就被黑洞拽進(jìn)了視界之內(nèi),而另一個(gè)則向相反的方向逃逸而去。對(duì)一個(gè)位于黑洞之外的觀測(cè)者而言,這也就等于從黑洞視界之內(nèi)輻射出了一個(gè)粒子,因此黑洞的質(zhì)量也減小了和輻射出的粒子相同的質(zhì)量,視界的半徑也隨之縮小。這種過程不斷在發(fā)生,稱之為“霍金輻射”,黑洞變得越來(lái)越小,最終它將在一次輻射爆發(fā)中消失無(wú)蹤。

然后是最終的演出:質(zhì)子衰變。人們認(rèn)為質(zhì)子是由稱為“夸克”的粒子組成的,但是它可能最終會(huì)分解成為更輕的粒子和輻射。它可能先是衰變成為正電子(電子的反粒子)和π介子,π介子極不穩(wěn)定,幾乎是馬上就衰變成為光子。質(zhì)子的平均壽命據(jù)估計(jì)為至少是1031 年的量級(jí),因此不必奇怪我們至今還沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子衰變的實(shí)例——宇宙的年齡才只有1010年。但如果這種理論圖景是對(duì)的,那么在1033 年后,宇宙中除了一片光子和基本粒子充斥的“汪洋”外,就一無(wú)所有了。

空間的膨脹將導(dǎo)致令人難以置信的稀疏。據(jù)估計(jì),在1066年里,普通電子之間的平均距離將超過我們現(xiàn)在所能看到的宇宙半徑的幾十萬(wàn)倍。10100年后,或許經(jīng)歷10116年,殘余的粒子將衰變成輻射。宇宙會(huì)逐漸變得更黑、更冷,看來(lái)再也不會(huì)有什么特別的事件會(huì)發(fā)生了。

請(qǐng)記住,我們所描述的現(xiàn)象都基于一個(gè)假設(shè):斥力在強(qiáng)度上始終不變。如果不是這樣,又會(huì)如何?如果它變?nèi)酰ㄉ踔镣耆V蛊鹱饔茫┑脑挘却覀兊娜詫⑹侵拔覀円呀?jīng)描述過的陰暗、凄涼的未來(lái),盡管過程更慢但是卻不可避免。但如果宇宙常數(shù)變得更大,我們將遭遇更加戲劇性的未來(lái)。


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