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66662周前
宇宙结局:热寂。 为什么说宇宙最终将死于一种最彻底、最永恒的死法?热寂也就是热力学第二定律熵增。为什么说它彻底、说它永恒?因为宇宙最终的结局是一种你连想象都想象不出来的虚无。 • 首先你不用懂什么熵增定律,就看你桌上这杯刚倒的开水,它是不是腾腾冒着热气,它在折腾。但你过一小时再看,它凉了,它不动了,它和这个房间的温度变得一模一样了。 • 重点来了,当它和房间一个温度了,它还折腾吗?不折腾了,一切都静止了。这个折腾的过程就是熵增,能量从有序跑到无序,从集中跑到分散,热量永远是从热的地方跑到冷的地方。 • 宇宙就是这个超大的房间,所有的恒星星系就是那杯热水。而我们之所以能活着,太阳之所以会发光,风之所以会吹,你之所以能思考,就是因为138亿年前大爆炸那一刻,宇宙它滚烫无比,有了温差,有热的地方比如太阳,有冷的地方比如太空,能量在流动,在折腾。这个折腾的过程就是我们世界里发生的一切,咱们全靠这点温差活着。 • 但要命的是,这个热量从热的地方跑到冷的地方的这个过程,它是不会停止的,它是个单行道,没有回头的机会。你见过凉了的开水自己再变烫回去吗?不可能。所以热寂就是宇宙彻底凉了,所有东西都凉了,整个宇宙从上到下,从东到西,每一个角落都达到了同一个温度,一个均匀的冰冷的,接近绝对零度的温度。 • 到达这个状态的时候,热量也就不再流动了,当热量不再流动了,一切也就结束了。所有的恒星、星系会一颗接着一颗的灭灯,一个不留。就连黑洞也会因为霍金辐射逐渐蒸发,从此宇宙里再也不会有任何事情发生,没有光、没有热、没有运动、没有变化,时间也失去了意义,因为下一秒和这一秒没有任何区别。 • 整个宇宙会变成一锅均匀的、稀薄的、冰冷的粒子汤,它不是说人类死了,地球没了,它是连发生这个概念本身都被杀死了。那时候的宇宙是绝对的黑暗,绝对的静止,绝对的虚无。宇宙里所有的文明,在这片永恒的死寂面前,就像从来没有发生过一样。 那这个过程需要多久?一古戈尔年后,也就是一后面加100个0那么久。
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66662天前
你有没有发现,在宇宙中万事万物似乎都遵循着一条无情的法则,它们会从诞生逐渐走向消散。如生命会因衰老而死亡,恒星会因燃料耗尽而熄灭,甚至黑洞也会因辐射蒸发而消失。那么为何宇宙不容许永恒存在?这背后的原因究竟是什么? 其实一切事物的消亡都源于宇宙的基本规律,而答案便深藏于一个名为熵的概念之中。想象一下,一杯热水和一杯冰水,当它们被放置在一起时,热量会不可逆转的从热水流向冰水,直到两杯水温度相同,这时便达到一种均匀的热平衡状态。这个过程所揭示的正是热力学第二定律,一个支配着宇宙演化的铁律。 该定律指出,在一个孤立系统中,熵总是随着时间而增加,永远不会减少。这个熵我们可以看成无序度的物理量,熵值越大,混乱度越大,熵值越低,有序度越高。而我们的宇宙正是一个巨大的孤立系统,它必然会从有序奔向无序的终点。 恒星的死亡就是这条定律最好的诠释。恒星通过核心的核聚变反应将质量转化为能量,以对抗自身巨大的引力坍缩。然而恒星的燃料终究有限,当恒星核心的氢元素耗尽之时,聚变反应会转向更重的元素,这个过程将扰乱恒星内部的平衡,最终导致其走向毁灭,然后留下一颗致命的白矮星或通过超新星爆发形成中子星以及黑洞。 但无论如何,恒星的残骸由于没有了核聚变带来的能量提供,它们的有序能量终将转化为辐射热量成为暗淡的黑矮星。即便是恒星死亡形成的黑洞也无法逃脱熵增的命运。在上世纪70年代,物理学家霍金发现黑洞并非只进不出的饕餮,它也会通过一种微妙的量子效应持续的向外界辐射能量,这就是霍金辐射。这意味着黑洞会缓慢的蒸发消失,回归于无形。 至于生命与衰老,我们更能切身感受到这股无处不在的力量。生命体是高度有序的复杂系统,我们通过不断的从环境中摄取能量和物质来构建和维持自身的低熵状态,并将高熵产物排出体外。然而这个维持秩序的过程并非完美无缺,从细胞层面的损伤累积到DNA复制过程中的微小错误,再到蛋白质功能的失常,这些都是在生命活动中不可避免的熵增体现。 当这种无序超过了生命系统所能维持的临界点,死亡便会降临。当我们把视野扩展到整个宇宙,这幅图景便更加清晰。在熵增的驱使下,恒星会一颗颗熄灭,黑洞会一点点蒸发。在遥远的未来,当宇宙最后一颗恒星熄灭之后,宇宙将走向一种所有能量均匀分布,温度无限接近绝对零度,不再有任何宏观运动和生命可能的热寂状态。届时宇宙将彻底凉透,达到熵的最大值,最终宇宙走向灭亡。
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