01.29 宇宙的命運到底如何?霍金已經預測:加速膨脹最後空無一物


宇宙的命運到底如何?霍金已經預測:加速膨脹最後空無一物


要說人類在地球的生存存在哪些威脅,首當其衝的是疾病、核戰爭、饑荒和小行星撞擊事件。在現代,以上提到的這些威脅都會對我們的社會造成嚴重的破壞性後果,與此同時它們也給人類或多或少帶來了恐慌心理。在這些威脅當中的一個宇宙的加速膨脹,早已成為我們沒辦法無視的一個威脅。理論天體物理學家Dan Hooper的研究工作稍微緩解了這種嚴峻的形式。科學家發現我們很難了解、研究或者影響宇宙中光傳播的最遠距離的事物。

我們猜測宇宙邊緣外存在著很多事物,包括恆星、星系,甚至和我們一樣的文明。可惜這些事物的光無法到達地球,人類世世代代都無法與它們接觸。然而宇宙邊緣正在悄悄地發生變化。經過研究,科學家已經發現宇宙邊緣的變化將如何影響本星系群。這組星系群包含大概50個鄰近星系,是引力將它們與銀河系捆綁,在未來的萬億年,還會發生無數的碰撞事件,最終我們將看到超級星系的出現。所以這些本星系群就是我們未來的家。以後我們很可能會佔領這些本星系群,從某個恆星系統搬遷至其他恆星系統,在這個過程中還能吸收太陽發出的能量。


宇宙的命運到底如何?霍金已經預測:加速膨脹最後空無一物


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事與願違,現實的情況是宇宙正在加速膨脹,而膨脹導致了這些本星系群也在加速地靠近宇宙地平線。很有可能在未來,除了地球以外的所有恆星都難以避免會跑到宇宙邊緣之外,如此一來,我們觀測和接近它們的可能性就變成零。對於我們而言,這不是一件好事,我們將無法進行更多數量的新星開發和探索,我們要做的就是研究人類能否通過自身的行為緩解宇宙加速膨脹的進程。

我們先了解一下這個研究的背景。20世紀60年代,美籍英裔數學物理學家弗里曼-戴森推測未來人類將貪婪地從太陽收集能量。戴森認為,最有效的途徑是建造一個足以將所有恆星都包裹在內的球體,這樣就不會放過一絲能量。所吸取到的能量可以被人類所利用,填補地球的能源空缺。所產生的廢熱將以亞毫米波源和紅外光的形式發散至宇宙。戴森假設的戴森球已經變成偶像級別,引起眾多科幻小說家腦洞大開,因此創作出眾多與之相關的作品。

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期間產生的一種特殊輻射信號一直是天文學家的尋找目標,但他們從未找到過。後來這項研究又給科幻小說家的作品提供了新素材和故事情節的反轉。人類可以建造一個在設定的方向排放放射性廢物的球體,而這種輻射將使球體以及球體內所有的恆星都超相反的方向加速移動。人類可以通過這個技術儘可能多地收集恆星的能量,與此同時在宇宙加速膨脹的情況下,也能把這些本星系群控制在宇宙邊緣內。

這項新研究的關鍵是何種恆星能夠適合這個操作。較大恆星的年齡更大,很容易在被控制的時候耗盡其所有的能量。而迷你的恆星產生的能量又太少,無法加速移動。所以這兩類恆星都不符合我們的需要。只有質量等同於太陽的恆星最符合此類星系傳輸。如果這個辦法奏效,那麼人類可用的能量將驟增幾千倍之多。該研究還包括可測預測。當人類開始進行恆星聚集的時候,天文學家是可以對這一過程進行觀測的。地球將存在於一個半徑高達十幾兆帕的區域,而大多數甚至全部比兩個太陽質量還輕的恆星就會被戴森球包裹在內。


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對此設想,天文學家們都表現得急不可耐。不過,這個假設需要具備兩個前提條件。首先,人類需要耗盡地球上的所有能源。這個很難說,或許我們需要湊合著用這些能源。其次是宇宙學家關於宇宙加速膨脹的論斷是正確的。宇宙加速膨脹的論斷給人類的研究工作添加了太多不確定的因素。大部分研究員都不喜歡這個論斷,而且這個論斷也不符合能量守恆定律,而能量守恆定律是現代物理學界的理論基礎。不過人類很有可能會克服這個困難的,所以這個假設的本星系群中戴森球的缺失,或許就能證明宇宙加速膨脹推斷是錯的。


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