至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

作者:天体生物学·黄姤

时光随着生命分秒不断地变化与进化,正在这颗繁忙拥挤的星球上飞逝,同时人类的寿命圆弧也越来越长,67岁是全国的平均寿命,比起石器时代仅延长了短短20年的时间,与地球46亿年的寿命相比也只是昙花一现,和宇宙138.2亿年的时间相比则更不值得一提。不过现在看来整个宇宙也是存在于借来的时间当中,它和更加宏大的时间比起来,可能也只不过是一瞬间,不禁要问时间的尽头在哪?

我们的生活是受周而复始的清醒和睡眠,春夏秋冬,出生和死亡所控制,对时间的周期性了解使我们与自然界息息相关,但这并没有解释时间的尽头在那,如何解释地球地质和古老而又令人心碎的生物,我们的世界从哪来,又将会在何时以何种方式终结。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

时间的起始箭头

在“哥白尼”和“达尔文”催生的革命中,开始将时间看作为箭头,认为它在宇宙中是不断变化的,19世纪的物理学家“路德维希·玻尔兹曼”相信这些时间箭头总会指向一个终点,根据热力学第二定律,自然条件下,热量只能从高温物体向低温物体转移,这个转变过程是不可逆转的,若要使热传递方式倒转过来,只有依靠消耗功来实现,而这一转化的过程并不是百分百转换,其中有一部分会流失,而这一部分被称之为“熵”。

熵(Entropy)——用符号S表示,热力学中表征物质状态的参量之一,其物理意识是体系混乱的度量。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

万物从诞生的起点开始,元素、生物、地球、太阳以及银河系,在时间的发展中“熵”值不断扩大,最终达到“高熵”或者说无序,即此事物发展的尽头,在死亡与重生的循环中,事物不断地通过重组,物质与能量使其进入更低的“熵”,来对抗这一不可避免的瓦解。

那么就有一个问题,“熵”会赢得这场战争将时间之箭会停息吗?还是说时间会固执地不断前进?

对于这一切,要力求掌握时间的运作,来寻求这一答案。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

时间的本质

通向时间本质的窗户是“时钟”。从最古老的机械时钟到放射性元素的衰变,或者是用望远镜来测量遥远物体的距离,最终谈不上掌握到时间的规律,但可以说已经触及到时间概念的门槛。

地球自转一次所花费的时间就是一天24小时,但若是通过恒星来判断的话,可以说实际上是23小时56分又4.1秒,这是地球诞生时从塑造它的碎石与尘埃中获得的变化,但它正因月亮的引力拖动逐渐变缓,这就是为什么恐龙时期一年有370天,也就是为什么每隔约18个月需要添加“1润秒”来更新时间的原因,昼夜周期如此稳定,以至于它调节了我们身体的化学反应,当我们的视网膜逐渐捕捉到日渐衰减的太阳光线时,我们的大脑开始分泌一种叫“褪黑素”的激素,提醒我们的身体该睡觉了,经过一晚上的休养生息,在第二天的晨光中“褪黑素”停止运动,我们的血压、体温和心率同步上升,提醒我们该起床了。

我们一天的时间对宇宙而言非常之短,但是通过我们的思想已经能够追踪到那越变越长的时间圆弧,越来越精准的测量,我们已经能够了解到地球每365.256天绕太阳一周,阳光能照射到地球的每一个角度,大气将地面反射的阳光留住,我们地球才得以成为繁衍生命的水球,而不是一片荒芜的冰球,“地球纪年”在整个宇宙的演化中,扮演了非常渺小的角色,若想一睹时间更广泛的弧线,我们必须寻找更加庞大的统治宇宙的时间周期。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

宇宙的走向=时间?

关于宇宙的起点,目前占有重要地位的就是宇宙始于膨胀的空间,即“宇宙大爆炸理论”,这时是宇宙的早期“熵”在各处均是一个较低的水平,在极为微小的时间里,亚原子粒子和轻子搅成一团,在几微秒内它们结合成原子,在不断运动中为初始纪元定下调子,宇宙随着爆炸的停止冷却下来,变得越来越暗,落入了宇宙的黑暗时代。不过伴随着这一切发生,同时重力将粒子结合与扩张,几亿年后更大的物质被拖到一起,孤立的气体变得足够密实,这就是 孕育恒星的星云,星云能量聚集到足够的状态时,剧烈的造星运动就开始了,恒星时代就此开始,在这个光荣的时代,宇宙播撒下了我们在望远镜下看到的丰富景观数,数以百万亿的恒星照亮了全宇宙的星系,因大小和生命周期的不同,恒星被赋予不同的定义。

恒星如此璀璨,但也会有尽头,在恒星产生约100亿年后,聚集在恒星核的质量达到临界值时,星核会发生坍缩,坍缩发生的能量会导致恒星爆炸,爆炸时的光线和碎片在整个宇宙都可以看见,恒星发生超新星爆炸之后,冲击波造成附近的灰尘和气体云碰撞并点燃,形成较小的恒星,例如我们的太阳,恒星形成过程中产生了一种“副产品——太阳系”。在太阳星云的碰撞中诞生了,行星的生命周期,特别是近日行星与它们的监护恒星命运紧紧相连,像我们太阳这样年年的恒星,它的成长更热更明亮,当它诞生之初起,十亿年间已经在拼凑时间的尽头。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

随着汹涌的太阳风暴,地球的大气最先会被轰击,届时地表的水会逐渐消失,地球将不再适合人类居住,最后太阳不断膨胀变得无比巨大,将地球吞噬。不过现在我们不必担心,太阳正是壮年时期,目前太阳大约50亿岁,地球被吞噬将会发生在50亿年之后。

随着时间的流逝,太阳风暴将超新星爆炸后的残留物向外层推动,以至于它们绽放出耀眼的光芒,恒星本身却是暗淡下来,最终变成一颗“白矮星”,结束它作为恒星的一生,除非恒星能实现向超新星的飞跃,否则只会以这种方式结束它的一生,这样的情况在银河系的每一个角落发生,引力将气体云变成恒星,恒星在各种星体上燃烧,周而复始。

随着时间的发展,银河系质量不断累积就将会和仙女系碰撞,这是银河系注定要发生的事情,两者会越来越靠近在40亿年后将会相遇,两个星系也会逐渐合并在一起,形成一个“椭圆星系”,合并所有的恒星成为一个更大的星系,银河系就此走到尽头。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

黄姤·结语

我们是伟大的恒星时代的产物,见证了广阔宇宙的繁荣,毫无疑问我们将会继续在时间的发展中继续探索,在时间的概念上发展自己的理论,直到我们的尽头,但不会是时间的尽头,物理学领域中至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留,却不可能真正到达时间的尽头。

至于时间有没有尽头,只能将这个思想保留

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页面更新:2024-03-04

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