一百兆年後/宇宙的終結

弗雷德亞當斯(Fred Adams,西元1961年生),

霍金(Stephen William Hawking,西元1942年生)

 

詩人佛洛斯特(Robert Frost)曾寫道:「有人說世界將會終結於火中,有人說終結於冰裡。」我們的宇宙的最終命運取決於它的幾何形狀,暗能量的行為以及物質的總量等因素。而天文物理學家弗雷德亞當斯以及格雷戈里勞克林則描繪了一個黯淡的終點:現在這個充滿星星的宇宙,到最後將成為一個由次元子粒子所組成的巨大海洋,所有的恆星、星系和黑洞都將消失不見。

在其中一個情境裡,宇宙的死亡分成好幾幕。目前上演的這一幕,恆星所產生的能量正驅動各種天體物理的過程。雖然我們的宇宙已經有137億歲,但是大部分的恆星都才剛剛開始發亮。但是所有的恆星都會在100兆年後死亡,屆時將不再有新的恆星誕生,因為星系已經耗盡它們的燃料—那些用以產生新恆星的原料。到了此刻,滿天繁星的這一幕將迎來它的終點。

第二幕,宇宙繼續膨脹,但是能量不變且星系逐漸萎縮,物質逐漸聚集到星系的中央。只剩因為質量不足而無法像恆星一樣發光的棕矮星仍在苟延殘喘。到了這時候,重力已經把死亡恆星的殘骸聚集成超級緻密的天體,例如白矮星、中子星與黑洞。到最後,即使是這些白矮星和中子星也都會因為質子衰變而消失。

第三幕,是黑洞的時代,這時候重力已經將所有的星系都轉換成看不見也質量非常巨大的黑洞。藉由天文物理學家霍金在1970年代所提出的一種能量輻射過程,黑洞會逐漸地流失其巨大的質量。這表示一個巨有大型星系質量的黑洞,在大約1098到10100年後,會蒸發殆盡。

當黑洞時代落幕後,還有什麼東西留下來嗎?有什麼來填滿這個寂寞的巨大宇宙空洞?有生命能夠存活嗎?到最後,我們的宇宙可能只是一片漂散著無數電子的海洋。

摘自《物理之書》,由時報出版


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