宇宙与一间房子、一个场地、一台机器一样，不可逆转地在衰败。虽然房子、场地和机器可以整修翻新，但这要消耗其它许多东西，使更多的东西衰败。宇宙也一样，虽然不断有新恒星诞生，但那是更多的恒星死亡带来的。宇宙的组织总在无情地被削弱，逐渐地走向混沌，这是时间箭头决定的。

　　那么，宇宙如何走向混沌，宇宙的未来情况如何呢?近几十年来，科学家们对宇宙的未来作了深入的研究，提出了种种理论和猜测。这里粗略地介绍几种。

　　目前，人们倾向于认为，宇宙是在大爆炸中不断膨胀而成的。而且，从星系的运动、轻元素的相对丰度和宇宙背景辐射的均匀性等因素来看，宇宙还在继续膨胀。宇宙的未来是永远膨胀下去还是有一天转而收缩，取决于宇宙中的物质总量(包括可见物质、暗物质和引力波能量)，即物质的平均密度。如果密度小于临界值，它们的引力将不能束缚住自己，宇宙将永远膨胀下去。如果物质密度大于临界值，则它们的引力将使宇宙停止膨胀并转而收缩(请参看本期《暗物质寻踪》一文)。

　　一些科学家认为，不管宇宙是永远膨胀还是转而收缩，其最后的归缩都将是黑洞宇宙。

　　膨胀黑洞宇宙的结局

　　F?戴森和J?伊思兰等人认为，继续膨胀的宇宙，在约1027年的时间内，所有恒星的燃料都会耗尽，成为白矮星、中子星和黑洞，它们都将聚集在星系的中心，最后成为一个质量达1011太阳质量的大黑洞。而由星系聚集的星系群和星系团，也会在约1031年的时间内，将各星系形成的大黑洞聚集在中心，形成一个质量达1015太阳质量的超巨型黑洞。只要宇宙的背景温度高于黑洞的温度，黑洞就会因吸热而继续增大。这期间也可能发生黑洞相撞事件，但最重要的情况是，由于黑洞自旋而消耗能量，它的自旋速度在慢慢地变小。当背景温度因宇宙膨胀而下降到比黑洞温度低时，各种黑洞再没有热能可吸收，而变得与白洞类似，开始单纯的量子蒸发，将自身的物质向膨胀的宇宙中抛洒。黑洞因损失能量而收缩，收缩又使温度稍稍升高。使黑洞滑向不可遏制的蒸发过程。恒星级黑洞、星系级巨型黑洞和星系团级超巨型黑洞分别在1067、1097和10106年内蒸发完。

　　对于那些没有被黑洞吞食的物质，根据大统一理论，质子和中子大约在1032年后衰变为电子和反电子。电子和反电子相遇湮灭，产生γ射线和光子。所以，早在黑洞开始蒸发以前，那些没有被黑洞吞食的物质已不复存在。这样，在黑洞完全蒸发后的宇宙，只有g射线和光子，宇宙又成为一个混沌世界。

　　更深入的研究指出，宇宙膨胀速度的快慢不同，上述走向死亡的过程细节有所区别。如果膨胀速度较快，会把正、反电子拉开，使它们不会相遇湮灭，因而剩下一些正、反电子。此外还有宇宙大爆炸时留下的中微子。由于这些物质随宇宙膨胀而冷却的速度，比粒子湮灭产生的γ射线的冷却速度快，因而形成温度差，这种温差可成为能量来源，使宇宙不会达到完全的热平衡，因而宇宙不会“热死”。

　　如果宇宙的膨胀速度较慢，正、反电子相遇的几率较多，湮灭会较快。但电磁力也会使一些正、反电子形成“电子对原子”。据认为在1071年后，大部分没有湮灭的正、反电子都会成为电子对原子。这些电子对原子非常古怪，直径达1千万光年。各电子对原子相互绕转，但速度非常缓慢，100万年才移动1厘米。由于这些电子对原子发射低能光子，它们的运动轨道会缓慢地衰减。这样，在10116年后它们会因相遇接触而立即被湮灭掉。每个电子对原子放出1022个以上的光子，使宇宙达到热平衡成为一团火球而“热死”。

　　收缩黑洞宇宙的结局

　　如果宇宙有朝一日转而收缩，宇宙空间的物质密度将逐渐增大，星球、星系之间的距离逐渐缩短，宇宙的温度将逐渐升高。当宇宙收缩到现有大小的1%时，宇宙的温度将达到100℃，像地球这样的行星上的生物不能再生存下去。接着是行星的毁灭。随着宇宙的不断收缩，当整个宇宙的温度升高到超过恒星的温度时，恒星也将消失在宇宙中。而黑洞则凭借其强大的引力趁机饱食一顿，使自己逐渐变量变“胖”。同时，它们不断地火并，最后形成一个大黑洞。黑洞的强大引力使自身加速收缩。收缩使蒸发加快，直到最后完全蒸发掉。

　　也有些科学家认为，在累加的引力作用下，宇宙的收缩速度不断加快，开始以千百亿年计，后来以几分几秒计，最后以微秒计，使宇宙的收缩成为失控的内向大爆炸――大崩塌。

　　由上可知，大爆炸宇宙不管是永远膨胀还是转而收缩，都将沿着逆反过程回复到原来的混沌状态，空间没有了，时间没有了。在这里我们也看到，引力是宇宙的助长剂，也是宇宙的催命鬼。

　　循环振荡宇宙的结局

　　很多人不喜欢宇宙有一个起点和终点，于是便提出了振荡的循环宇宙理论。这种理论认为，我们的宇宙将来收缩后还会膨胀，膨胀了还会收缩，这样循环地振荡着，永无止境。这样的宇宙有着无限的过去，也有着无限的未来，只有阶段性的起点和终点，没有永远的起点和终点。这实际上就是一个“轮回转世的宇宙”。

　　无论从热力学第二定律还是从物质的衰变与聚合的循环来看，循环的振荡宇宙都是不可能的(请读者思考这是为什么)。在日常生活中，我们也会有这样的经验，买来一个新气球，充气后把气放掉，让它收缩，然后再充气，再收缩，这样重复着，我们会看到，后一次充气的气体体积，总比前一次大。而且，气球的体积不会无限制地增大，它总有破裂的时候。多次给破旧的铝锅换底，它的直径总是越来越大。循环的振荡宇宙也会是这样，往前推，它会有一个无限小的起点；往后推，也会有一个无限大的终点，即与永远膨胀的宇宙一样，最后为“热死”。

　　居安思危，未雨绸缪

　　我们知道，宇宙中的任何信息，包括宇宙本身演化信息的传播速度，都不可能比光速快，光从遥远的地方传到我们这里需要一定的时间，因此，宇宙中任何不利的演变在以光速传到我们眼中之前，是完全无法知道的，更谈不上预防了。我们今天看到的宇宙平安无事，但不能肯定在什么地方可能已经发生危害人类前途的大事。超新星爆发，宇宙一角开始崩塌等等，对我们来说，不会留有采取应急措施的时间，当这些信息传到我们这里时，早已是既成事实而无法挽回了。在太阳上发生的事件，8分半钟后我们才能知道，因光从太阳到地球需要行进这么长时间；假如银河系中心现在发生黑洞灾变，我们要3万年以后才能知道，假如仙女座星系今天有什么闪失，这种信息要230万年后才能传到我们这里；距我们几十亿光年的类星体明天有什么不测，信息延迟的时间正是几十亿年。

　　我们今天看到的银河系中心、仙女座星系和某类星体的情形，不是它们当前的情形，而分别是3万年前、230万年前和几十亿年前的情形。如果宇宙的年龄为120亿年，那么，我们现在观测到距我们120亿光年的类星体，那还是它在120亿年前刚刚诞生时的情形。如果它的寿命是1亿年，那么，它是在119亿年前就已经死亡了。而它死亡的信息，要119亿年后才能到达地球。因此，宇宙学研究，很多都是在与“死人”打交道。当我们在研究类星体如何死亡，以及如何开发利用它们的时候，其实它们早已“死亡”了。这样，如果我们傻乎乎地分别决定在上述时间以前去某类星体去发展，那么，当我们到达那里时，即使不被它的灾变所害，发展的目的也会因它的死亡而灰飞烟灭。

　　时间迟后是我们向宇宙进军所面对的巨大挑战，因为开发宇宙是需要有千万年、几亿年的准备时间的。

　　由此可见，从宇宙学角度看，居安思危、未雨绸缪多么深刻和重要。越安逸越要思考危机，地域越宽广、时间越长久，越要考虑突发性灾变，越要为未来早作准备，这就是对立统一和相辅相成，这就是研究宇宙未来的意义之一。

　　宇宙消亡和世界末日

　　宇宙消亡和世界末日不可相提并论。

　　宇宙消亡是一个客观的科学问题，不带任何恐惧和歇斯底里。研究宇宙消亡，是对宇宙规律的探索，没有任何紧迫感和忧伤，是从容进行的科学活动，是人类理智的表现，带来的是人类科学技术的发展和思想意识的提高。宇宙的消亡在难以计算的遥远将来，就太阳的寿命来说，地球人类还可生活50亿年，以50岁一代人计算，人类还可延续1亿代子孙。何况，太阳死亡了，人类还可迁移到别的恒星周围去，所有恒星死亡了，还可利用黑洞的能量生存下去，这个宇宙消亡了，还有迁移到别的宇宙中去的希望。

　　换一个角度来说，只有几百年历史的现代科学，已使生物智能的发展从听命于自然的进化力量的范畴，走到听命于人力控制的边缘。根据科学发展的这种速度，从基因控制和人工智能等的发展方向看，用不了太长的时间，人类或许有可能把自身融合到宇宙中去，达到“天人合一”的境界。那时，面对宇宙消亡的将不是现在这种形式的人和人类，也就无所谓人和人类去寻找别的宇宙的问题了，或者说人类的发展者可以坦然地面对自己宇宙的死亡，不会有任何焦躁不安。

　　世界末日说是宗教教义的主观意断，带有明显的忧伤和恐惧。而当今夹杂着伪科学的“世界末日”鼓噪，则是主为了一己之私用来吓唬信徒、控制信徒的手段。接受这种“世界末日”的人，总是产生对社会歇斯底里的发作和疯狂的破坏，带来的不仅是个人的思想低迷和消沉，而且是对整个社会进步和科学发展的反动。

　　宇宙与宇宙中的万物一样，有生必有死。如果宇宙的最高目标是诞生生命、发展智慧的生命来认识自己的话，那么，在这个目标达到以后，无须寻找永恒，而会安详地寿终正寝，或者轰轰烈烈地死去。我们现在的每个人更无须像杞人忧天那样为“世界末日”而惶惶不可终日。努力地工作，愉快地生活，放心地睡觉吧!

　　下期介绍到从前去旅游。（巨尤）

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