宇宙毀滅之謎

我們的太陽大約已存在了46億年，作為恒星它大致還能活這麽長時間。這隻是一個普通的恒星，宇宙中有上十億顆這樣的恒星。

這樣的恒星不斷地死亡，又不斷地誕生。通過觀察在宇宙早期誕生的類似恒星的殘骸，我們可以相當準確地知道我們的太陽死亡時的情景。

在大約40億年間，我們的太陽將耗盡其中心的燃料氫。然後，它將開始收縮，並重新振作起來：其中的氦核將三個三個地聚合成碳-12，而這種新燃料將再燃燒20億年。

此時，當太陽繼續存活時，地球已不再存在了。因為新燃料將使太陽變大100倍，將地球化為灰燼，被這個紅色的巨星吸收。

最終，當氦轉化為碳-12的過程結束後，我們的太陽將再次收縮，變成一個暗淡的白矮星。再過幾十億年，白矮星將逐漸冷卻下來，並最終變成一個稱為黑矮星的死星。

然而，其中還存在一個問題，一個被稱為“太陽中微子失蹤”的謎。泡利於1931年假定存在中微子，是因為他需要用它來解釋原子輻射產生電子時失去的那一小部分能量。

根據能量守恒定律，原子輻射的能量和電子帶走的能量應相等，所以他認為一定存在一種“幽靈粒子”，它帶走了失蹤的那部分能量。中微子“偷走了”能量。

人們用了20多年的時間才證實中微子的存在。中微子不帶電，分三種類型，具有不同的質量。

太陽發射出大量的中微子，這是由太陽中心核聚變產生的。它們像幽靈一樣，是非常難以探測到的，但幾個不同類型的實驗都確認它們確實來自太陽，穿過地球以及我們的身體，然後進入太空。

但是，它們的數目還不夠。根據探測中微子的實驗，1／3到1／2太陽產生的中微子失蹤了。不知何故，這些“偷走”能量的粒子自己在太陽和地球間失蹤了一部分。

這個問題已存在30年了。由於所有的證據都支持太陽的能量來自其中的核聚變，故失蹤中微子之謎最終將通過改進實驗得到解決，而不會對現今流行的太陽模型提出挑戰。

然而，一些對宇宙懷有新觀點的科學家強烈地反對演化理論，他們以失蹤中微子作為論據，認為太陽能量並非來源於核聚變，因而太陽要年輕得多。年輕的太陽意味著年輕的地球，年輕得無需演化的概念。

他們的論據被無數主流科學家大加批駁；許多的證據顯示太陽確實已有 46億年了，且隻過了其一生的一半時間，不光是否有失蹤中微子這件事存在。

在太陽死亡之前，銀河係將吃掉大麥哲倫星雲，並將與仙女座發生猛烈撞擊。大麥哲倫星雲距我們隻有15億光年遠，因引力作用而不斷向銀河係靠攏，在30億年內被銀河係吞噬，給銀河係增加100萬顆恒星，它們在7億年後的銀河係和仙女座碰撞中非常有用。空間是浩淼無邊的，因而星係在碰撞過程中損失小得驚人。

當然，一些恒星會相撞，這對於附近的行星而言非常可怕，但行星被撞的概率很小。

更大的問題是宇宙到底在膨脹還是在收縮。這是人們最近爭論的焦點。畢竟，直到1925年哈勃發表了關於“宇宙島”的文章後，我們才知道除了我們的銀河係還有其他的星係存在。

當愛因斯坦發展廣義相對論時，即便是他也假設宇宙中隻存在一個星係，並且是靜止的。然而當他的公式表明(一個星係的)宇宙應當膨脹時，他引入了宇宙常數以使宇宙不膨脹。一旦哈勃證明存在許多相互遠離的星係，這意味著宇宙在膨脹，愛因斯坦就拋棄了宇宙常數，悔恨沒能首先相信自己。

不久，有關膨脹宇宙的新觀點出現了。

一些宇宙學家爭辯道，宇宙可能現在正在膨脹，但最終它將停止膨脹，然後收縮下去。當人們在20世紀20年代後半期開始認真對待大爆炸理論，並於80年代普遍接受它時，許多科學家相信大爆炸產生的向外推動的能量最終將消失，宇宙膨脹將逐漸慢下來，停止，走向反麵，所有的恒星和星係將向內收縮、擠壓。

宇宙收縮將再次使宇宙逐漸變得致密、炙熱，最後變成包括宇宙中所有質量和能量的點。這又為另一次大爆炸做好了準備。這種觀點的強有力支持者是美國物理學家惠勒。

根據他的理論，這種過程循環往複，每次大爆炸產生的宇宙中的規律都完全不同，因為在量子層次上一個電子的輕微變動就足夠改變萬物的本性。

對於許多宇宙學家而言，這種循環模式具有很強的哲學上的吸引力，並且它的數學也很完美。在許多地方都曾流傳著鳳凰從自己的灰燼中再生的神話。

在討論宇宙終結的問題時，它又讓惠勒的觀點占有了很大的心理吸引力。再生是一個誘人的想法，即使是在討論宇宙的問題時。

另一種觀點認為，宇宙的這種循環演化看上去很好，但與我們的觀察不一致，並且宇宙的終結將是個意義不大的命題。這種觀點認為，宇宙將永遠膨脹下去。

(宇宙最終將膨脹成完全真空，這使常人很困惑，但對於宇宙學家卻很清楚。)當星係彼此之間越來越遠時，產生新星係的碰撞將不會發生。星係間的寒冷的真空將越來越大，星係中的恒星將逐漸燃盡燃料，正像太陽一樣。

比我們的太陽大1．4倍的恒星將經曆一個更劇烈而長期的死亡過程，但它們也將用光它們所有的能量。

在1萬億年後(我們現在隻過了80億～150億年)，在黑暗的宇宙中隻存在死星和黑洞。

即便這樣，由於沒完沒了的引力作用，在大爆炸之後幾百億億年後，宇宙將再一次進行焰火表演。這將持續約10億年，還不到目前地球年齡的1／ 4，然後經曆一段難以想象的時間後，宇宙將徹底地黑暗、寒冷下去，連幸存的黑洞都消失了。

這個過程將持續多久呢?正如Thuan所指出的：“為了寫下這個數字，我將不得不在1後麵跟上足夠多的0，這些0的數目將與我們已觀測到的宇宙中數千億個星係的氫原子數相當。”最後剩下的將是輻射和忽隱忽現的虛量子粒子。

2000年新發現的證據表明，宇宙膨脹的速度比以前想的要快，這可能縮小了我們這裏所講到的時間範圍。並且，所有的可能性都能改變以上觀點。

正如我們在本書中所看到的，對於宇宙年齡這個問題，人們可以進行各方麵的質疑，甚至連測量技術都正被質疑。

量子物理學正向我們揭示的僅僅是亞原子世界的奇怪現象。一個電子可同時處於兩個地方，並且看上去電子能與遠處的電子進行通信，通知另一個電子當觀察者出現後如何反應。當新千年開始時，人們對20世紀科學的成就大加讚賞。

在這100年中，人類已對宇宙和其組成部分了解許多，大的小的，從星係到基因，比以往任何時代了解得都多。

在慶祝的同時，我們也應記住我們還有許多問題沒有弄清楚。

大爆炸理論隻是一個理論，其中的大部分是不可檢測的。

我們關於地球上生命如何起源的想法非常模糊。

我們相信我們最終知道了是什麽導致了恐龍的滅絕，但在其發生滅絕的時間內又發生了什麽呢?

我們已較好地了解了地球的內部，但我們仍不能以一種有效的方式來預測地震。

影響冰川期的一些因素已被了解，但它們之間的關係還不清楚。

關於恐龍是溫血動物還是冷血動物的爭論越來越熱，而不是越來越冷。

關於人類演化的記錄中仍存在著許多的空白。

人類突然躍向文明仍是一個很大的難題。

我們還未知道我們如何獲得語言的。

一些科學家猜想海豚具有與我們差不多的智力並能教我們許多，這隻有在我們能夠與它們進行交流的基礎上才可能。

鳥類遷徙對我們來說仍是一件奇妙的事，也許是令人滿意的那種。

瑪雅人在天文學和曆法上的神秘成就表明知識進步的程度依賴於它被看成什麽。

科學家還未能將引力與其他三種基本力統一起來。

光看上去有時是波，有時是粒子，其中的分界線仍是理論上的。

量子物理學為一隻既活又死的貓所困擾。

現在可以肯定存在黑洞，但我們並不確切知道其內部發生著什麽。