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宇宙的奇迹#無限時間箭頭的變化中,宇宙、太陽的命運將會是消亡


#初秋創作正當時 圖文並茂贏補貼#

宇宙起源於137億年前, 而今宇宙中已形成逾千個星系,每個星系擁有數千億的星球。

宇宙的奇迹#無限時間箭頭的變化中,宇宙、太陽的命運將會是消亡

在時間長河的浸潤下,宇宙不斷演化,並創造出無數令人嘆為觀止的奇迹,這些奇迹將引領我們,見證宇宙生命的始與末。

宇宙的奇迹#無限時間箭頭的變化中,宇宙、太陽的命運將會是消亡

宇宙從大爆炸開始,經歷了無數代恆星、行星、星系的演變,隨著時間的推移,宇宙的命運早已註定,最終走向滅亡。宇宙的時間量程大到無法想象,它幾乎在我們的認知範圍之外,我們能接觸宇宙量程下的時間。

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整個太陽系,正繞著銀河系的中心,在一個無比龐大的軌道上行進,要花上兩億五千萬年,才能繞銀河轉一圈。自人類出現以來,我們還未繞過這個軌道的千分之一。這些循環看似永恆不變,但隨著時間之書徐徐展開,一條真理躍然眼前,沒有什麼能夠永恆。這是時間帶給我們最寶貴的財富。時間便是將事件按順序簡單排好,一步接一步。但即使如此簡單的順序也包含著深刻的內涵,事件發生的順序總是相同,它們從不混亂,也不會逆向發生。我們理解世界為什麼不會逆向發展,這是有原因的,我們有科學的解釋「時間箭頭”。

我們被迫前往將來,那是因為,時間箭頭規定,隨著時間流逝,萬物也在發生變化,變化一旦發生,就無法更改。永恆的變化是人類生命中最基礎的部分,隨著時間流逝,我們都會變老,人們出生、成長、死亡,我想這只是生命中悲悲喜喜的一部分。但縱觀宇宙,那些宏偉的如史詩般的循環好像永恆不變,然而這只是錯覺,宇宙長河就如同我們的生命一樣,一切都在不可逆轉的變化。通過在變化中變化,時間箭頭帶動了整個宇宙的演變。

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在不斷進化中,宇宙就經歷了不同的紀元,在這漫長的歲月中,每一段的起始和終結,都伴隨著獨一無二的里程碑,奇迹一個個誕生,一個個消亡。第一顆恆星的誕生,是宇宙進化中最重要的變化之一,它標誌著「原初時代」的結束,也標誌著宇宙第二個重要時期的開始,便是我們現今生活的時期 「生星時代」,恆星滿天的時代。

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我們的太陽只是銀河系兩億顆恆星中的其中的一顆,我們的星系也是可觀測宇宙範圍內的100億個星系中一個,數不盡的星球上有數不盡的島嶼。儘管宇宙的年齡已超過了13億歲,我們周圍的恆星還是處於「生星時代」。這是宇宙中壯美而複雜的一個時期,宇宙中到處都是,被星雲和行星系統包圍的恆星,因為由於時間箭頭的作用,它產生出一個動態與美麗並存的宇宙,我們觀測到無數恆星誕生、滅亡,我們也知道明天不會和今天一樣,因為時間箭頭告訴我們未來總是與過去有所不同。

但是什麼促使宇宙進化呢?為什麼過去和未來會存在不同,又為什麼會存在時間箭頭呢?我們都對時間箭頭有種直觀的理解。顯然萬物都在變化,未來將與過去不同,為我們目睹了年復一年的變化。熱力學的第二定律「熵」解釋,一切事物都是從有序趨向於無序,這也意味著,過去和未來是有所差異的,過去宇宙更加有序,而未來宇宙會更加無序。這也說明時間是按照一定的方向流逝,熱力學第二定律把「時間箭頭」、這一概念,引入了科學領域。

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宇宙中,時間箭頭已演繹了十四億年,並將產生深遠影響,因為這意味著恆星不會一直閃耀,甚至包括太陽系的核心星球,即使在生命終結之際,太陽也不會消失不在,燃燒殆盡后,它的核心將會坍塌,由此產生額外的熱量,將引起外層膨脹。在此後約一億年的時間裡,這將對我們脆弱的世界造成災難性的影響。漸漸的地球將越來越熱,那樣地球只剩下一天完美的日子,最終地球上所有的生命,都將不復存在。

很久很久以後,最後一個生命消失,太陽將會變得無比巨大,甚至大到足以填滿整個地平線,它將變成一顆紅巨星,這將是太陽生命的最後階段。如此一來我們的星球不太可能倖存下來,倘若能倖存,也會被烤的只剩下一塊焦糊的小禿石,見證我們的星球做最後的垂死掙扎。

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隨後6億年內太陽將會爆炸,向太空中拋出大量的氣體和粉塵,從而形成一個巨大的星雲,而它的「心臟」則變成一塊散發著微光的灰燼,那便是曾經巨大壯麗的太陽所殘留的,將比地球還要小,體積和亮度都不及現今的百萬分之一。太陽將變成一顆白矮星。

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白矮星沒有可供燃燒的能源,它那微弱的光芒源自於,已熄滅的大熔爐里的最後一點餘熱。太陽也便滅亡,它的殘留物,將在廣袤極寒太空中逐漸冷卻。從現在地球所在位置看,它發出的光芒,只相當于晴夜裡的滿月的光亮。

宇宙的奇迹#無限時間箭頭的變化中,宇宙、太陽的命運將會是消亡

太陽的命運也是所有恆星的命運, 總有一天它們都會消亡,宇宙將會陷入永無止境的黑暗中,這便是時間箭頭最深遠的影響。因為我們居住在這個結構化的宇宙,及宇宙中所有奇迹、恆星、行星和星系,都不可能永遠存在,宇宙最終逐漸消亡。

首先將迎來生星時代的終結,星光歲月的終結。 最大的恆星將會最先消亡,劇烈坍塌后變成黑洞,僅僅只存活了幾百萬年。它們消亡很久后,卻有一種星體能夠存留下來(紅矮星)。與太陽系最近的一顆恆星——比鄰星。

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比鄰星離我們只有4.2光年,比鄰星非常非常小,是一種紅矮星,它的質量相當於太陽的11%到12%左右,他所發出的光亮比太陽小了18000倍。紅矮星有一個優勢,它們的核燃料燃燒的異常緩慢,因而它們有數億萬年的壽命。也就是說像比鄰星一樣的恆星,將會是宇宙中最後殘留的恆星。

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比鄰星之所以燃燒如此緩慢,是因為它體積很小低重力,比起大恆星,它的核心承受著較低的壓力,也因如此,它的內部持續翻湧,在表面會煽動起一場火熱的風暴。即使它燃燒的如此緩慢,爆炸性的斑耀活動仍舊持續發生。 但比鄰星最終還是會消亡,如同太陽,它也是會變成白矮星。隨著生星時代終結,哪怕再昏暗的一道光,都將消失於宇宙中。白矮星這微弱的光芒,將是黑暗的空洞中唯一的光芒。零星散落在死星和黑洞中,到那時,宇宙將有100兆年歷史。然而,即使到現在,也才是這漫長生命周期的開始階段。

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