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《探索百科【全書】》(天文探索)第三期——宇宙有始有終嗎

2020-04-30 09:58 作者:莫雨愛吃火鍋  | 我要投稿

? ? ? 在人類歷史的大部分時期,有關創(chuàng)世的問題,一向是留給神去解決的。宇宙起源于何處?終點又在哪里?生命如何產生?人類怎樣出現?對于這些疑問,許多宗教都能給出一份體系完備的答案。

? ? ? 直到最近幾個世紀,人們才開始學著把神撇開,以超越宗教的角度,去思考世界的本源。這樣一來,就有一個重大的原則性問題需要解決,宇宙是永恒存在的,還是有起始的?

? ? ? 這兩種說法長久以來一直困擾著科學家,哲學家和神學家,對于普通人來說,更是難以理解。假設宇宙在時間上沒有起源,即過去一直存在,那么宇宙的年齡就是無窮大了。無窮大這個概念,一聽就讓人頭昏腦脹:既然是已經過去了無窮久的時間,我們的“現在”又是什么呢?而如果說宇宙是有起始的,那么它就是從“無”中突然產生的了,這最初的一剎那,又是怎樣呢?

? ? ? 憑著人類在短暫的生命中獲得的常識,實在是很難想明白這些東西。不過,我們可以從科學上尋求一些佐證。大爆炸模型的一個基本假設是宇宙的年齡有限,這個說法令人信服的直接理由,來自物理學中一條最基本的定律——熱力學第二定律。這條科學史上最令人傷心絕望的定律,冥冥中早已規(guī)定了宇宙的命運。

? ? ? 簡而言之,第二定律認為熱量從熱的地方流向冷的地方。對任何物理系統(tǒng),這都是眾所周知并且顯而易見的特性?,毫無神秘之處:開水變涼,冰淇淋化成糖水。要想把這些過程倒過來,就非得額外消耗能量不可。就最廣泛的意義而言,第二條定律認為宇宙中的“嫡”(無序程度)與日俱增。例如,機器手表的發(fā)條總是越來越松;你可以把它上緊,但這就要消耗一點能量;這些能量來自于你吃掉的一塊面包;麥子在生長的過程中需要吸收陽光的能量;太陽為了提供這些能量,需要消耗它的氫來進行核反應??傊钪嬷忻總€局部的嫡減少,都須以其他地方的嫡增加為代價。

? ? ? 在一個封閉的系統(tǒng)里,嫡總是增大的,一直大到不能在大的程度。這時,系統(tǒng)內部達到一種完全均勻的熱平衡狀態(tài),不會再發(fā)生任何變化,除非外界對系統(tǒng)提供新的能量。對宇宙來說,是不存在“外界”的,因此宇宙一旦達到熱動平衡狀態(tài),就完全死亡,萬劫不復。這種情景稱為“熱寂”。

? ? ? 宇宙正在緩慢地、但堅定不移地走向這無法抗拒的命運,幾代智者為此懷疑人類的存在是否有意義。暫且撇開這種沮喪的情緒,作一個簡單的推理,我們就可以發(fā)現,宇宙不可能有無限的過去。很簡單,如果宇宙無限老,那它早就已經死了。以有限速率演變的東西,是不可能永遠維持下去的。換句話說,宇宙必然是在某個有限的時間之前誕生的。

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