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宇宙中有哪些细思极恐之事?

宇宙老了,它要死了。

——嗯,至少对于人类而言如此。

我不是说宇宙很快药丸,但是宇宙已经度过了它蓬勃成长的青少年,从现在开始,时间对于宇宙而言,就意味着衰老。对我们人类这种耗散系统,温差是不可或缺的。不幸的是,恒星形成只是宇宙中气体趋向更稳定状态的自然过程而已,气体迟早会耗尽的。

(蓝色是新恒星,红色是古老的恒星。这是因为老年的红巨星和长寿的红矮星都是红色。)

星系中的气体首先在核心部分耗尽,紧接着一点点蔓延到全身,最后整个星系成为失去活力,成为一个没有新恒星诞生,只剩下老恒星等死的透镜状星系。

然而宇宙膨胀与引力的博弈还在继续进行。随着这个过程,宇宙巨大的纤维状结构会被撕扯开,那些超星系团以下尺度的物体会在引力的作用下全部撞在一起,而以上尺度的物体,引力已经不足以抵抗膨胀,它们会越来越远,永不会来。

人类能看到的宇宙是有限度的,最高不会超过630亿光年,更远的星系退行速度已经快到光永远不可能到达。当未来人类继续拍摄哈勃深空这样的图片时,我们会看到背景的星系由远及近,一个个变红,变淡,直到最后光谱的波长长到变成了一条直线,再也无法被看到,宇宙背景将会一片漆黑。

我们仅剩下的,就是超星系团尺度下,最后全部撞在一起的一个巨大、衰老、没有任何结构与活动的椭圆星系,如下图。

就像巨大的球状星团,主序带上的恒星会随着质量从大向小依此离开主序带,我们甚至可以在赫罗图上看到这个星系的生命倒计时。

(A与F之间的主序带出现明显拐点,以上的进入了红巨星,这个拐点会继续向右下方发展)

这个拐点的运行速度会越来越慢,因为随着恒星质量减少,寿命急剧增长。而那些可以全日对流耗尽所有轻元素的红矮星,则有着数千亿甚至数万亿年的寿命,宇宙会有很长一段时间只剩下少量孤独的、比邻星一样暗淡的恒星。

等到红矮星也耗尽,就只剩下些许的白矮星还在散发余热,它们会慢慢冷却下来。

又要再经过数千亿年,最后的白矮星也冷却到和背景辐射差不多的温度。然后宇宙就永远地死在孤独冷寂之中了,宇宙达到了热平衡,再也没有任何能量能支撑任何耗散系统存在下去。连上帝也不能在这种环境下进行观察或活动。

这件事细思极恐的地方在于:宇宙的死亡是那么的缓慢,以至于我们目前在宇宙时间线上非常靠前的位置,单是等待红矮星和白矮星死亡,就超过了宇宙目前的年龄。这对于贪生怕死,而且非常渴望建功立业的人类来说十分残忍,犹如一个百岁老人,在步入风蚀残年心有余而力不足之后眼睁睁等死等了半辈子。你知道宇宙在衰老,但是你无法阻止,你只能看着星系一个个消失,恒星一个个死亡,白矮星一个个冷却。就如同漫无边际的荒原之中,快要冻死的老人贪婪地靠近着最后一团微弱地篝火,看着燃料一点点耗尽, 并且在整个过程中都知道篝火熄灭之后将会发生什么,更知道自己年轻时建立的所有丰功伟业都会随着火焰的熄灭随风而逝,犹如从未存在过。

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