你知道宇宙宇宙也會(huì)死嗎?它會(huì)怎樣死去呢?今天科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種,宇宙的新死法,不過我感覺怎么似曾相識(shí)呢。
以前最流行的說法是熱寂,當(dāng)宇宙的熵達(dá)到最大值時(shí),宇宙中所有能量都會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能,不再有任何能量來維持生命,甚至運(yùn)動(dòng)的存在,整個(gè)宇宙的溫度達(dá)到熱平衡,宇宙就死了,或者說連死亡都不存在了,就像奇點(diǎn)之前沒有時(shí)間和空間,宇宙死了,也就沒有死亡了。
還有一種說法是大反彈,宇宙膨脹到一定程度,就會(huì)開始收縮,然后再膨脹,再收縮,永遠(yuǎn)不死。
不過現(xiàn)在,科學(xué)家們看到了宇宙最新的死亡形式:大蒸發(fā)!
這種死法的基礎(chǔ)是霍金輻射,而霍金輻射的基礎(chǔ),又是量子力學(xué)的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理,就是說宇宙中不可能存在絕對(duì)真空,即使看起來什么也沒有的真空,里面也充滿了虛粒子對(duì),瞬間產(chǎn)生又瞬間湮滅,看起來就像什么也沒有。
這就像你并不是沒有錢,而是你有很多虛錢,正錢和負(fù)錢時(shí)刻都在產(chǎn)生,又時(shí)刻在消失,所以你看起來就沒有錢了。
著名理論物理學(xué)家霍金在1974年發(fā)現(xiàn),如果這種虛粒子對(duì)出現(xiàn)在黑洞的視界附近,由于黑洞的強(qiáng)大引力,虛粒子對(duì)有可能還沒來得及湮滅,就被扯開了,一個(gè)跌入黑洞視界,一個(gè)飛走。
那么這個(gè)飛走的粒子,就會(huì)被提升為實(shí)粒子,具有了質(zhì)量,但這會(huì)違反能量守恒定律,所以這個(gè)粒子的質(zhì)量一定是從黑洞本身而來,黑洞的質(zhì)量因而就減少了,從外界來看,就像是黑洞在蒸發(fā),這就是所謂的霍金輻射。
這個(gè)時(shí)候你可能就會(huì)腦洞大開了,有沒有什么辦法能把我的虛錢提升為實(shí)錢呢,那樣我就有很多錢了。其實(shí)黑洞的蒸發(fā)極為緩慢,太陽質(zhì)量的黑洞,完全蒸發(fā)需要10^67年。這就意味著你想用黑洞來提升你的虛錢,可能一億年才能提一毛錢出來,恐怕你的壽命會(huì)等不及了吧。
最近荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),不光是黑洞,任何具有扭曲時(shí)空結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,都可以產(chǎn)生霍金輻射。比如宇宙中的死亡恒星的殘骸,其他大型天體,都有霍金輻射。這是因?yàn)闀r(shí)空曲率在產(chǎn)生輻射方面,起著重要的作用,虛粒子可以被引力場(chǎng)的潮汐力分開。
想想看,如果這個(gè)理論成立的話,宇宙是不是又真的多了一種可能的死法呢?大蒸發(fā),有點(diǎn)平淡啊,意思就是隨著時(shí)間的流逝,所有東西都會(huì)蒸發(fā)殆盡。
不過,雖然科學(xué)家們認(rèn)為這是一種新的死法,但我感覺有點(diǎn)似曾相識(shí),因?yàn)檫@好像正好詮釋了宇宙熱寂理論。熱寂理論是說宇宙現(xiàn)在是恒星紀(jì)元,以后恒星都死亡后就變成黑洞紀(jì)元,黑洞全部蒸發(fā)后就變成黑暗紀(jì)元,宇宙最終達(dá)成熱平衡的熱寂狀態(tài)。
那么這個(gè)理論說所有有質(zhì)量的物體,都會(huì)產(chǎn)生霍金輻射,那就意味著那些遠(yuǎn)離黑洞,不會(huì)被吞噬的物體,也會(huì)在漫長(zhǎng)的時(shí)間后被蒸發(fā)掉,這不是正好豐富了熱寂理論嗎?所以熱寂就是大蒸發(fā),宇宙從無中誕生,最終會(huì)回到無本身。
當(dāng)然,這個(gè)理論目前還只是一個(gè)預(yù)測(cè),需要進(jìn)一步的分析和觀察證據(jù)來驗(yàn)證。但無論如何,這和我們都沒有什么關(guān)系,畢竟人要想活那么長(zhǎng)時(shí)間,估計(jì)再怎么努力,都有點(diǎn)勉為其難了。倒是怎么把虛錢更多地提升為實(shí)錢,讓我們可以在有生之年更嗨皮,才是最有意義的研究方向。
這項(xiàng)研究發(fā)表在6月2日的《物理評(píng)論快報(bào)》上。
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.221502
朋友們可以再去看看霍金的書,霍金輻射可能是未來解開宇宙終極奧秘的關(guān)鍵:
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