現代宇宙學的主流觀點,大爆炸理論告訴我們,我們所在的宇宙起始於大約138億年前的一次劇烈爆炸。在宇宙誕生的初期,只有純粹的能量形態存在,物質尚未形成。
隨著時間的推移,宇宙不斷膨脹,溫度逐漸下降。降至一定程度後,基本粒子開始形成,例如電子、質子和中子等。隨後,中性原子逐漸形成,並在重力作用下聚攏,誕生了宇宙中的首批恆星。自此,宇宙邁入了光明的新紀元。
此後,宇宙開啟了其漫長的演化歷程。第一代恆星誕生、消亡,繼而催生了第二代、第三代恆星。在更廣泛的尺度上,星系、星系團、超星系團逐漸形成,宇宙愈加秩序井然。直至今日,宇宙仍在不斷加速膨脹,其速度甚至超越了光速,但這並不違背愛因斯坦相對論,因為這種運動並未傳遞任何資訊。
科學家向我們描繪了宇宙這138億年的演化歷程,那麼,在遙遠的未來,例如1000億年之後,我們的宇宙將會是什麼樣呢?
準確地講,我們對下一秒的未知都難以預料,更不用說1000億年後了!然而,根據宇宙的過去、現在的狀況以及我們掌握的物理規律,科學家們可以做出一些大膽的預測。
首先,看看太陽系的未來。據科學家估算,太陽大約還有50億年的壽命。目前,太陽正處於中年期,是它最穩定、對生命最友好的階段,這無疑是地球生命的福音!
大約在35億年後,太陽將逐漸膨脹,變得更加通紅,最終轉變為紅巨星。當然,這一過程不會一蹴而就,而是極其緩慢的。實際上,目前太陽已經開始緩慢變大,只是速度非常緩慢。隨著氫燃料的逐漸消耗,太陽膨脹的速度將加快。
一旦太陽成為紅巨星,它將膨脹至足以吞噬水星和金星,甚至地球也可能難逃一劫。然後,太陽的外層氣體將被吹散,形成行星狀星雲,而核心將收縮為一個地球大小的白矮星,密度高達地球的數十萬倍。
白矮星在釋放微弱光線並逐漸冷卻後,最終將成為黑矮星。從白矮星到黑矮星的轉變極為漫長,現今宇宙尚未形成任何黑矮星。而一旦形成,黑矮星的壽命將極為漫長,遠遠超過1000億年。
因此,在一千億年後,太陽的殘骸(黑矮星)可能依然存在。若地球在此期間未被太陽吞噬,它也將繼續存在,儘管屆時的地球已變為一顆「死星」,一顆在宇宙太空中漫無目的地漂泊的寒冷行星。
我們的銀河系也將經歷巨大變革。科學家已經發現,銀河系正以每秒110公里的速度接近仙女座星系,預計在35億年後,兩者將發生碰撞融合,形成一個更大的橢圓星系。在此過程中,地球和太陽系可能遭受重大變革,地球甚至可能被甩出銀河系,太陽系的有序運動也將陷入混亂。
從整個宇宙的視角來看,恆星的誕生與消亡將不斷上演,而宇宙中的氫含量也將逐漸減少,儘管絕對比例來看,氫依舊占主導地位。恆星的形成速度將逐漸減慢,最終導致新恆星不再出現,宇宙的「生長」也將停滯。
那麼,在一千億年後的未來,宇宙將呈現何種面貌?科學家預測,屆時宇宙中仍將存在恆星,但像太陽這樣的黃矮星將不復存在,取而代之的是更小、更暗淡的紅矮星。紅矮星由於質量較小、氫燃料消耗慢、壽命更長,可達千億年,將成為宇宙中的常態。
與此同時,宇宙的亮度將因只剩下黯淡的紅矮星而降低許多,夜空也將發生巨大變化。如果人類在此時依然存在,他們將只能接收到紅光,而更高能量的紫外線、伽馬射線等將不復見。人類眼中的宇宙將與今日大相徑庭。
倘若人類足夠幸運,一千億年後依然存在,他們仰望星空時,所能見的將只有銀河系,而銀河系也將成為他們眼中的整個宇宙。
我們知曉,宇宙自誕生起便在加速膨脹,其速度遠超光速。這一切歸功於暗能量,它佔據了宇宙的大約70%,並起著主導作用。暗能量使得遙遠的星系加速彼此遠離。因此,科學家推測,一千億年後的人們眼中的宇宙,就只有銀河系,因為僅此可見。
遺憾的是,一千億年後的宇宙可能不會留下其他星系存在的任何痕跡,宇宙大爆炸的證據也將不復見。因為隨著宇宙的加速膨脹,宇宙微波背景輻射的波長將被拉長至無線電波的波段,且訊號極為微弱,幾乎無法探測。理論上,需要一個口徑與地球相當的望遠鏡才能觀測到。
然而,可以肯定的是,儘管一千億年後的人類可能無法發現宇宙大爆炸的餘暉,但它仍舊存在,只是變得極為微弱。
最後要說的是,我們應該慶幸生活在這個美好的時代,宇宙膨脹的速度、太陽的年齡以及地球的演化都恰到好處。不斷有新的恆星照亮夜空,同時總會有恆星消亡,為下一代恆星和行星的形成提供原材料。此外,我們還能探測到宇宙大爆炸留下的餘暉,從而瞭解我們的起源。
然而,在一千億年後的未來,一切都將發生翻天覆地的變化。不過,不變的是我們體內的原子,它們會在我們消亡之後迴歸宇宙,參與到無休止的迴圈中。或許在遙遠的未來,你我體內的原子將成為恆星或行星的一部分,甚至是更先進的智慧生命的一部分。
無論如何,你我的故事,人類的故事,都只是宇宙漫長演化史的一瞬間。無論未來的宇宙走向何方,我們都應該珍惜當下的一切,因為該來的終將到來。