宇宙某天会失去人类吗?这看起来像是一个哲学问题,但事实上却是一个彻头彻头的科学问题,因为根据宇宙的几种命运来看,似乎宇宙都没想过要带着人类玩到底!
宇宙未来的命运是什么?
从托勒密根据日月星辰的运行终结的地心说开始,到哥白尼观察天体运行得出了日心说,再到开普勒根据第谷的无比详尽的观测数据完善了行星运动定律,牛顿给其加上另外万有引力的束缚,我们初步了解了宇宙运行的秘密,从牛顿开始到法国数学家拉普拉斯为止,则是对宇宙演化最充满信心的时代,拉普拉斯曾经认为,假如给他宇宙中每个粒子的数据,他将可以计算出宇宙的过去和未来。
当然我们现在知道这事情不可能,因为量子力学告诉我们,我们不可能同时测定粒子的位置与速度所以拉普拉是不可能完成这个任务的,但事实上甚至我们都不需要用量子力学的角度考虑问题,我们也知道宇宙的未来难以捉摸!
1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼在用爱因斯坦的引力场方程推导出了宇宙的形状,当然这需要宇宙物质的分布状况,弗里德曼假设宇宙是各向同性的,也就是物质均匀分布,他推导出宇宙有三种可能的形状:
当然勒梅特和罗伯逊以及沃尔克分别证明了适合这样的时空只有三种,图片中已经有说明,下面以图例表示:
分别对应三种宇宙的形状,这会导致宇宙面临不同的命运,同期哈勃观测到宇宙正在膨胀,弗里兹·扎维奇在三十年代发现了星系中存在额外的暗物质提供引力,似乎宇宙的未来似乎会在引力的作用下达到某个极限后重新坍缩,然后再重新爆炸成一个新的宇宙。
1964年彭齐亚斯和R.W.威尔逊无意中发现了宇宙微波背景辐射,而八十年代的COBE卫星观测发现微博北京辐射差异极小,这表明宇宙各向分布差异非常小!
1998年两个观测深空Ia超新星红移的小组发现,宇宙似乎在超过我们预计的速度膨胀,从而发现了暗能量,而且未来的宇宙可能将在暗能量的主导下趋向于无限膨胀。
2013年欧空局普朗克卫星经过极其精密的观测,发现宇宙微波背景辐射只有万分之一的差异。
而对宇宙形状测定的实验上,得出的结论是平坦宇宙,因为测量角度与实际角度吻合,宇宙趋向无限平坦。或者以微波背景辐射为标准的测量根本体现不出宇宙的大小。
到此时我们似乎可以得出一个结论,弗里德曼的方程假设是可信的,宇宙只有三种可能,微波背景辐射观测与测量证明,宇宙各向同性,是平坦的,暗能量发现表明宇宙正在加速膨胀!结局是什么?
大撕裂,宇宙将在暗能量的作用下,趋向于大撕裂,只要时间足够遥远,未来将撕裂太阳系,甚至地球至每一个原子!
宇宙的命运与人类有关吗?
从宇宙诞生以来到宇宙走向大撕裂,其实这过程中文明只是一个意外,当然我们不能否认宇宙有了文明之后会多彩多姿,但这一切都表明文明并不是宇宙的主人,而是客人,当然我们都知道客人迟早是要离开的,具体是什么时候,要看主人的态度。
对于人类,我们将在数十亿年后不得不面临搬家的命运,因为太阳红巨星化,地球将变得不再宜居,但宇宙很大,肯定会有一个容得下人类的地方,但前提是我们的技术要足够先进,使得星际移民犹如搬个家那么简单,但对于终极问题的考虑,人类明显是欠缺的,首先这是非常遥远以后的事情,然后,对于注定要没有结局的未来,我们是回避的,当然在现代,甚至我们都不需要考虑这问题,因为我们还没法搬家,所以一切都没有资格讨论。
当然我们有另一个问题需要考虑的是,我们本身的每一个原子都来自宇宙,未来也将回归宇宙,从这一点来看,宇宙从未有分离,不过似乎有一点我们未曾考虑,除了这个宇宙外,就没有别的宇宙了吗?我们能否跳出这个框框到达另一个框框?
《三体》中曾经有一个小宇宙的说法,因为宇宙需要重新坍缩,因此它会回收每一个原子的质量,因此程心的小宇宙质量来自宇宙,必须被回收,但我们的宇宙未来将走向大撕裂,不存在质量回收的问题,那么能否在宇宙终结以前打包搬走?这就要看人类的本事了!