宇宙的终极演化

何泊杉

我们的宇宙是一个很庞大的家族，有数以亿计的恒星、行星、星团、星云以及星际物质和广大的星际空间。他们都随时发生着变化，使宇宙这个大家庭更加丰富多彩。

现在我们知道宇宙中的一些天体正在离我们远去，就拿月亮来说吧。它是地球的一颗天然卫星（地球是一颗行星，在太阳系里距离太阳第三远），但它是否会永远与地球为伴呢？根据天文学家们的研究数据：月球大约每年都会远离地球7厘米。如果按这个速度，大约在65亿年后，月球将会脱离地球的引力。但是也许在这之前，地球和月球就已经毁灭，因为我们知道，太阳（太阳是太阳系里唯一一颗恒星）大约已经存在了五十亿年，而太阳的总年龄大约是一百亿岁。也许大约再过五十亿年，太阳就会先毁灭太阳系。所以我们不用担心月球会离我们远去，因为在月球脱离地球引力之前，地球早已随太阳的灭亡而灭亡。再说，没有人能活到56亿年后。

我們再来说恒星。恒星一般有三个演化过程：诞生——成长成熟——衰老死亡。不过这个过程将十分漫长，至少要花一百亿年。宇宙中的巨型分子云经过互相碰撞，挤压，升温等过程会发生核聚变，使巨型分子云能够自行发光，这就是婴儿恒星。当一颗恒星诞生后，它将不断地以恒定的速率放出热量，并不停的发生核聚变。这就是恒星的成长阶段，这个阶段一般要持续几十亿年的时间。在几十亿年后，恒星步入老年期。首先，他会经过自身的核裂变，使自身的体积变得十分庞大。届时，恒星上的温度会比较低，且恒星表面极不稳定，但它会十分明亮。这就是恒星进入老年期的第一个阶段——红巨星阶段。恒星在这个阶段只会持续数十万年，这与成长期相比，是微不足道的。经过红巨星阶段的恒星，往往会因为引力坍缩而形成三种天体的任意一种，即白矮星、中子星、黑洞。三者的形成取决于恒星的质量。当一个恒星的质量小于或等于太阳质量的1.5倍（钱德拉塞卡极限）时，他就会沦为白矮星（白矮星是一种低光度，高能量，高密度的天体），大于这个质量的恒星，变回沦为中子星（中子星是一种由中子支撑的天体）。不过有一些天体的质量远远高于钱德拉塞卡极限，达到太阳质量的3.2倍（奥本海默极限）。这时，恒星内部的中子也会因引力过大而被压得粉碎，而形成另一种天体——黑洞（黑洞是一种体积无限小，密度无限大的天体。因为自身不发光，故名为黑洞），其引力很大，能够吸收任何物质，就算是光线，也无法摆脱黑洞的引力。在中子星和黑洞之间，理论上还存在着一种名夸克星的天体。即便如此，恒星也还没有达到其最终的形态。即使是自身不发光的黑洞，也能通过恒星的运动被观测到。它们还会继续演化为一种自身不发出任何辐射的天体——黑矮星。因为自身不发出任何的辐射，所以观测它的难度极大（黑矮星是一种理论上的天体，因为一颗恒星形成黑矮星的时间比宇宙年龄还长，所以目前的宇宙中并没有任何的黑矮星）。

恒星的演化可以让我们推广到宇宙的演化。我们现在知道，宇宙在不断的膨胀并发出能量，这就像是恒星的成长。只不过宇宙的成长要比恒星成长的时间还要长得多，目前已知的宇宙年龄是137亿岁。我想目前的宇宙还处于童年阶段，我之所以这么想，是因为宇宙的膨胀是如此之慢，以至于要在65亿年后，月球才能离开地球。如果宇宙膨胀到一个临界体积的时候，它就将会开始引力坍缩（引力坍缩原指恒星内部的能量无法平衡自身的引力而开始缩小，这里推广到宇宙）。这时，宇宙中的一切都要倒过来运行。你会看见太阳每天从西边升起，从东边落下，月球也会以相反的方向自转和公转。

当宇宙再次变成一个奇点的时候（根据大爆炸理论，宇宙是从一个奇点开始，它是一个曲率无穷大的点，在奇点处，任何定律都会失效），宇宙中的一切都会从零开始（因为当宇宙沦为奇点的时候，所有的天体就会聚集在一个点上，因此密度无穷大。久而久之，这些物质就会在奇点里产生热量并发生核聚变，使奇点能够再次膨胀）。我们无法预测下一次奇点膨胀后会发生什么。也行它会按照以往的方式膨胀，也可能以其他的方式开始膨胀。然后继续收缩，直到宇宙再次沦为奇点吗，这样陷入无限的轮回之中。也是这就是宇宙的终极演化。