宇宙的未来（宇宙的未来课文）

宇宙是被“热死”的

“热寂”理论是19世纪中期的英国物理学家开尔文与德国物理学家克劳修斯依据热力学第二定律所作的宇宙学推论。它的大致主张为，整个宇宙是向着一个方向变化的，宇宙内所有能量，最后统统会转化为热能。而热又存在着“热传递”的特性。所以，按照克劳修斯的说法，“宇宙的熵趋向于极大。宇宙越是接近于熵个极大的极限状态，进一步变化的能力就越小；如果最后完全达到了这个状态，那就任何进一步的变化都不会发生了，这时宇宙会进入一个死寂的永恒状态”。

围绕这一推论的正确与否，也在科学界和哲学界引起了一场不小的争论，而且持续了一百多年。由于涉及宇宙未来和人类命运等重大问题，所以，它也逐渐成了近代史上一桩最令人懊恼的文化疑案。在这桩绝对令人懊恼甚至绝望的疑案面前，很多大师级人物也难免不受到情绪波动。

大哲学家罗素说：“一切时代的结晶，一切信仰，一切灵感，一切人类天才的光华，都注定要随太阳系的崩溃而毁灭，人类全部成就的神殿将不可避免地会被埋葬在崩溃宇宙的废墟之中——所有这一切，几乎如此肯定，任何否定它们的哲学都毫无成功的希望。唯有相信这些事实真相，唯有在绝望面前不屈不挠，才能够安全地筑起灵魂的未来寄托。”

控制论之父维纳这样的科学巨匠也说：“我们迟早会死去，很有可能，当世界走向统一的庞大的热平衡状态，那里不再发生任何真正新的东西时，我们周围的宇宙将由热寂而死去，什么也没有留。”

当然，对于热寂说也有相当一部分人在质疑。20世纪六七十年代以后，“大爆炸”宇宙模型逐渐得到天体物理学界的认可。“热寂”令人抑郁的浮云终于受到了冲击。人类曾一度阴郁覆盖的心头终于迎来了一片朗朗晴空。

从大爆炸宇宙模型得到的观点是，宇宙大约是在100亿~200亿年以前，从高温高密的物质与能量的“大爆炸”而形成。随着它的不断膨胀，温度不断降低，密度也不断减小，逐渐形成了众多星系、星体、行星等，直至出现生命。实际上，解决宇宙“热寂”难题的关键，应该从宇宙是否存在热平衡态切入，目前来看，大爆炸理论直接证明了宇宙在膨胀，而宇宙在膨胀则是热力学和宇宙学都能接受的关键词，那么在这个不断膨胀的宇宙中是否存在着热平衡态呢？

宇宙膨胀的原因是引力作用。在经典热力学中不考虑引力，加热则体系升温，冷却则体系降温，不过，在一个自引力体系中状况却恰好相反，加热则体系温度降低，放热则体系温度上升，热容量为负值。在一个体系中，如果同时具有正热容量物体与负热容物体，那么很明显的，这个体系是非常不稳定的。稍有扰动，平衡就会彻底崩溃从而产生温差。只要有自引力体系存在，原则上就不存在稳定的热平衡，宇宙内的天体或天体系大部分就是这种自引力系统。

虽然，自引力系统内熵是增加的，但是，因为没有热平衡，所以熵的增加是没有界定的，永远都不存在极大值，这样的话，宇宙就永远无法达到“热寂”状态，这种状况在静态宇宙模型内是不会发生的，这也正式开尔文和克劳修斯等人的漏洞所在。于是，人类终于从百年的噩梦中清醒，并爆发出了热情的狂呼。

“宇宙不但不会灭亡，相反的，还会从早期的热寂状态（热平衡态）下生机盎然地复苏。

“热寂说的一页，已被翻过去了！”

但是，人类的欢呼显然来得太早了。尽管热力学意义上的宇宙热寂将永远不会到来，不过，宇宙的未来却不会因为这样而变得丝毫乐观。宇宙的未来完全受限于它的原始状态，宇宙的起源与终结始终紧密相连。大爆炸论发现了宇宙起源的真相，解决了”热寂“阴霾，但同时也预言了它遥远的未来。在大爆炸理论看来，宇宙的未来完全取决于宇宙密度的一个临界值。如果宇宙密度小于这个临界值，表明宇宙是膨胀的，并且会一直膨胀下去。如果这样的话，未来所有恒星上的热核反应都会慢慢地停止，剩下的会是各种各样的宇宙”熔渣“——黑矮星、中子星以及黑洞，而宇宙的背景辐射温度也将不断降低，直至无限接近于绝对零度，最终达到另一种意义上的”冷寂“。

假如宇宙的密度大于这个临界值，那么就将代表宇宙最初是膨胀的，达到一定的时间后，就会由膨胀转化为收缩。当宇宙不断收缩至愈来愈接近它的最后阶段时，环境条件同大爆炸后不久其支配作用的那些条件越来越相似。在宇宙爆缩的最后一刻，引力将发挥绝对优势的作用，所有的物质都将挤压而彻底消失，包括时空本身在内的一切有形的东西统统将被消灭，只剩下一个时空点。所以说，无论宇宙最后出现哪一种状态，其结果对人类来说都将是场灾难。

正如玛雅预言了地球的末日一样，大爆炸里；理论也预言了宇宙的未来。由于这一理论同样不符合人类美好的期望，因此，自它提出之日起同样也遭到了来自各方面的质疑，有人甚至认为它是一个”倒了头”的宇宙“热寂”说。当然，我们还有一些其他并非无科学根据的宇宙模型，也许会带给人类新的光明和希望。而且，宇宙的末日并非那么急不可耐，我们的后代还有数十亿年甚至数万亿年的时间来“等待”最后时刻的到来。在这段时间里，生命足以扩展到整个宇宙，并对它加以控制，因此留给人类的时间还有很多，我们可以调整自己的心态，发展自己的科技，支配一切可能的资源来对抗这场大危机。