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无穷大让物理学家感到不舒服。如果你想到物理学最基本的“定律”之一：热力学第二定律，这就说得通了。热力学第二定律指出，在一个封闭的系统中，系统的总熵总是增加的。

热力学就是所谓的随机理论，但在其核心，第二定律可以被认为是一种表示，随着时间的推移，其他形式的能源转换成热能。

总有一些地方违反了这一定律——恒星之所以能存活下来，是因为氢聚变产生的能量大于它消耗的能量，而生命可以说是一个例子，它的秩序与宇宙的普遍无序相反。例如，恒星进入红巨星阶段，是因为有足够的氦(需要更多的能量来融合)聚集在一起，使得氦聚变成为可能，从而释放出更多的能量。

对于大多数天文学家和物理学家来说，简并有一个非常特殊的含义。简并意味着内部核心已经创造了一种状态，其中大部分剩余原子已经被压缩，因此它们形成了一个复杂的晶格，困住了与这些原子相关的电子。这种物质密度非常大，但它也不再聚变，所以唯一的热量要么来自遗留光子的发射，要么来自遗留电子的发射。

当这些电子滑出晶格时，白矮星开始由内而外结晶。新生的白矮星是热的，但它基本上是在辐射已经产生的热量。随着时间的推移，没有燃料来替代热量，恒星开始冷却，变成红色，然后变成棕色，最后变成“黑色”。白矮星非常小——通常和地球差不多大，但是仍然保留着恒星质量的60%。这使得这样的白矮星密度非常大。

现在，太阳的生命周期已经过了一半，在大约50亿年后，它将通过这个过程变成一颗白矮星，在消耗特定燃料的过程中，它会交替地生长和收缩。随着太阳的衰老，它自然也会变热，以至在1.5亿年之内，地球的海洋可能已经蒸发了，因此人类只有大约5亿年的时间才能走出去。5亿年前，地球上最先进的生命形式是三叶虫。

一旦太阳真的变成白矮星，只需要大约10亿年的时间，温度就会从现在的略高于太阳的温度，上升到大约四分之一，但冷却过程将持续很长一段时间。在10万亿年后，白矮星的残余部分将变成一个比绝对零度高5度的晶体。具有足够讽刺意味的是，这也正是大多数红矮星成为白矮星的时候。换句话说，在10亿年以后，宇宙中剩下的大多数恒星将是红矮星和白矮星。

现在，在深入研究未来之前，有必要研究一下退化空间中的异常值。太阳在质量上接近成为白矮星的上限。如果太阳的质量再增加40%，它就会变成一颗天空中的钻石。当然，这样一颗钻石重量大约是10000,000,000,000,000,000,000,000,000克拉，一个婚戒大小的这样的钻石的重量相当于喜马拉雅山脉的重量。

大约1.44倍太阳质量，一颗恒星变成了中子星。这实际上是双重简并，因为这样的恒星可以有效地将物质变成玻色-爱因斯坦凝聚体。因此，中子星非常小，但是密度非常非常大。此外，由于大多数恒星都有清晰的电磁场，这些中子星会产生巨大的磁场，这些磁场以明亮的喷流形式出现，通常长达数百光年。

离中子星更近的是夸克星。实际上，除了一层薄薄的“普通”简并物质外，中子之间的边界已经被打破，以至于恒星成了自由漂浮的夸克的海洋。除此之外，另一种夸克星可能部分或全部由奇异夸克构成，而奇异夸克具有潜在的稳定性，并能将其他夸克转化为奇异夸克。

星际动物园里的最后一只野兽当然是黑洞。黑洞来自IA型超新星，但它们也可以由吸积形成。自爱因斯坦以来，人们就已经假设了黑洞的存在(钱德拉塞卡、约翰·惠勒和已故的斯蒂芬·霍金等科学家对黑洞的起源和命运进行了大量的研究)。

黑洞没有无限的引力。它们的密度非常高。黑洞最吸引人的是它的视界。一旦进入了视界之内，再多的能量也不能从另一个方向穿过视界。这是一个宇宙陷阱，之所以成为可能是因为在那个点上的引力曲率使得光本身都无法逃逸。

相反，视界半径(称为史瓦西半径)与恒星的物体的质量成正比，这就带来了一种可能，中子星接近最小的黑洞，实际上可能在恒星本身的边界内具有史瓦西半径。

一旦你开始进入星系黑洞，它可能有100万个太阳质量或更多，半径将大约是太阳直径的100万倍。有趣的是，这仍然使得事件视界只有大约1光年宽，而事件视界内的实际密度很可能与地球附近空间的密度大致相当。

通常情况下，黑洞只有在吞噬另一颗恒星时才会真正可见，然后主要通过吸积盘(以及磁喷流)，因为强大的磁场将带电粒子带到两极。有一些理论假设，在事件视界，应该有足够的能量从物质的分离中创造出一个球形的“火之墙”，但在缺乏证据的情况下，这仍然只是一个假设。

大多数科幻迷都希望爱因斯坦也是错的，因为这意味着比光速还快的旅行是可能的。然而，这最终归结为量子世界如何运作与相对论如何运作之间正在出现的冲突。尽管经过了一个世纪的探索，我们仍然没有一个关于引力的量子理论，尽管最近对引力波的反复观测为我们提供了一个诱人的机会，让我们看到了一些可能的新工具，帮助我们弄清这个理论可能是什么样子的。

出现的是这样一种想法，没有无穷大，没有真正的奇点，只有那些暗示它们存在的方程，因为它们没有所需要的所有信息。这也有助于理解空间和时间的终结。

在《宇宙的五个时代》一书中，作者弗莱德·亚当斯和格雷戈里·劳克林介绍了一种描述时间的有趣方式。使用从-50到50的比例，每个十年代表10到第n个幂年，因此-50年代表前1 /1³³秒（根据海森堡的不确定性原理，这恰巧也是普朗克时间的最小单位）它是最短的有意义的时间单位，因此可以被认为是宇宙时钟的“滴答声”。

按照这个尺度，我们现在处于第10个宇宙十年(或137.72亿年)的早期，也就是重子时代。我们有重子质量(质子、中子、电子等)和弱相互作用暗物质(从中微子到希格斯粒子等)的混合物。恒星的形成仍在进行之中，可能将在接下来的两个“年”,尽管这些正从大量原始恒星由氢到恒星像太阳一样含有元素形成的残余超新星的时代之前，在普通恒星的主要形式将是红矮星，甚至恒星太阳的大小将稀世珍品。

这个时代的结束将会是堕落时代的开始。恒星的形成将会结束，大多数行星要么被它们的主恒星吞噬，要么被抛入太空深处。当地的星系群将会融合在一起，与下一个星系群之间将会有大量的空间，而宇宙的膨胀(仍在加速)将会产生一个非常不同的宇宙观。天空将会变得更稀疏，而深空图像显示的天空深处的星系在超级星系之外几乎是空的，而超级星系都是局部星系团的一部分。当宇宙大爆炸的最后一道光芒消失时，即使是最灵敏的仪器也会发现，这些细微的光点并不是明亮的光点，而是深红色的暗点与深邃的黑色形成对比。

到第30个宇宙十年，也就是大约100亿亿亿年后。大多数重子物质(也很可能是大多数暗物质)都在巨大的恒星群大小的黑洞内。当质子通过量子隧道衰变时，非质子将在10年后消失。更重要的是，当宇宙膨胀导致剩下的东西消失在事件视界之外时，在那一点上的视宇宙将会出现收缩。

现在，这就是事情变得非常有趣的地方。首先要注意，我们在两边都有事件视界——我们在黑洞的事件视界之外，但是膨胀的宇宙创造了它自己的事件视界，在它之外的任何事物都不能影响里面发生的事情。这种对称性表明，在事件视界及其与宇宙的关系中，可能存在某种非常深刻的东西。更重要的是，当空间密度过低时，就不再有时钟，因为不再有任何东西可以“滴答”。

最终，宇宙加速到这样一个点，即视界的尺度大约在普朗克长度的几个数量级内。这意味着粒子出现的概率会急剧上升，粒子产生反粒子的时间也会增加，而至少有一个粒子在普朗克时间内超越普朗克长度的可能性接近确定性。一次粒子存在超出其普朗克时间的持续时间,这很可能开始一连串的其他粒子,开始做同样的事情,扭转已经代表宇宙几十年的压力和创造相当于一个新的大爆炸,以及大规模扩张的物质宇宙中无法找到反物质不够快。

这种情况现在会发生吗？可能吧，尽管我怀疑这种情况只会发生在一个给定的空间确实是空的时候，而且宇宙的视界太大了，在相对来说早期的日子里是不可能发生的。以这种特殊的方式看待事物，宇宙并不是真的在膨胀。相反，宇宙的视界正在缩小，这可能是同一件事，但也可能不是。如果，正如我怀疑的那样，引力的本质实际上与宇宙视界有关，那么就有一个极限，超过这个极限引力就没有作用(可能与普朗克常数有关)。

这其中的巨大不确定性实际上可以归结为整个物理学领域，我们对暗物质的世界有一些暗示，但没有明确的理解。大质量弱相互作用粒子(wimp)是标准粒子模型提出的概念，几年前人们发现了一种可能是希格斯玻色子的粒子。希格斯玻色子特别有趣，因为它似乎是惯性质量的一个关键组成部分——惯性质量受重力影响。是否它是引力波的介质(因为光子被认为是光波的介质)仍然是未知的，尽管有强烈的怀疑。

因此，大质量弱相互作用大质量粒子在整个宇宙中的作用是非常不确定的，它们的量子力学性质也是如此。他们大概有反物质版本。它们极有可能与黑洞相互作用，并可能是星系团古怪的网络状性质的原因。它们似乎影响着星系的形成，因为大多数星系的外层似乎旋转得比它们可见的质量所能解释的还要快。奇怪的是，迄今为止发现的最古老的星系之一并没有太多的暗物质，因此，虽然它显然有恒星的形成，但它非常脆弱。这就提出了一种可能性，即随着时间的推移，星系会吸引暗物质，而不是在其周围形成暗物质。

关于时间终结的最后一种理论，尽管支持它的证据不足，但它认为宇宙是在两个膜(多维流形)相互作用时形成的。根据弦理论，膜被预测为一组方程的解，该理论假设多个宇宙可能存在，它们偶尔来回振动，直到它们接触，一个膜的能量通过我们认为的“大爆炸”机制转移到另一个。

这也可能是另一种说法，即宇宙中某一部分的能量水平有可能下降到普朗克能量水平以下，在这一点上，“真空”崩溃为一个较低的能量状态。它释放出的能量足够强大，可以在黑洞内部形成一个新的宇宙，取代现有的宇宙。这个相移会以光的速度发生，这意味着没有办法感知这个虚假真空的坍塌，因为来自那个事件的光会和事件本身一起到达。这可能是说明宇宙视界本身正在坍塌的另一种方式(或者，更准确地说，随着宇宙视界变小，相移的量子可能性增加)。

在某一时刻，宇宙学家认为宇宙实际上可能会减缓其加速度，所有的物质将开始被引力重新拉回到一起(这种情况被称为大收缩)。鉴于最近的观测结果，这似乎越来越不可能，除非黑洞要么全部合并，要么移动到可感知宇宙的视界之外(因此，即使在很长的时间尺度内，引力也不足以影响它们的合并)。讽刺的是，在那个时间尺度上，时间变得毫无意义，因为没有什么重要的事情会发生。将不会有任何形式的时钟。

对我们来说幸运的是，今天的宇宙仍然非常活跃和迷人。就我而言，我打算享受我们在阳光下的时光。