庞加莱回归宇宙正在轮回?
英国数学家亚瑟·爱丁顿。在经过无限长的时间后,最终会写出大英博物馆所有的书。包括人体在内的一切物质都是由基本粒子组成,组成宇宙的所有粒子,是否有一定概率会回到过去某一时刻的状态呢?这是否意味着我们的宇宙正处于不断的轮回之中,在一个封闭的孤立系统内,热量总是从高温流向低温,从有序走向无序,且这一过程不可逆转。

自从熵的概念出现之后,热力学第二定律也随之出现,即能量转换永远会产生熵。爱因斯坦曾将熵增定律称为科学第一定律,同时也是一条最令人绝望的物理定律。因为它揭示了宇宙的终极演化规律,使宇宙中所有的事物,都会朝着更加混乱的方向发展。小到生命,大到天体,最终都会走向死亡。因此,科学界普遍认为,宇宙的最终归宿,很有可能就是因熵增定律而走向无尽的热寂。

根据熵增定律的推测,自138亿年前,当宇宙诞生的那一刻起,就已经注定走向毁灭。大约50亿年后,当太阳内部的氢元素消耗殆尽,其核心便会坍缩,产生的热量将导致外层不断膨胀,变成一颗红巨星,地球会被太阳无情的吞噬。

100亿年后,太阳将变成一颗白矮星,其残骸将逐渐冷却成为黑矮星,最终迎来死亡。宇宙中所有恒星的命运,大多都和太阳一样。在之后的1万亿年间,当宇宙中不再有新的恒星诞生,且最后一颗恒星熄灭时,天空中将再也看不到星星。
在1036年后,宇宙中的原子会发生衰变,黑矮星内部最后仅存的物质,最终也会蒸发,并以辐射的形式进入太空。此刻的宇宙将不存在任何形体。黑洞将成为宇宙的主角,而黑洞的合并,将成为宇宙的主要活动。根据霍金辐射理论猜测,即便是再强大的黑洞,最终也会有灭亡的一刻。

随着时间的推移,黑洞会产生一种被称为霍金辐射的特殊辐射效应,最终,黑洞会加速蒸发,并在猛烈的爆炸中消亡。当最后一个黑洞消失后,宇宙中将只剩下光子。随着暗能量继续推动着宇宙膨胀,导致宇宙的熵值继续增大。光子也将逐渐冷却到绝对零度,从而使最后的残骸也化为了乌有。
宇宙自诞生以来,第一次进入永恒不变的状态,时间将失去所有的意义。熵增也将停下脚步,宇宙走到了无序的尽头,什么都不会发生。直到永远,显然人们很难接受这样的宇宙结局,于是纷纷寻找焙增定律的破绽。直到法国数学家庞加莱的出现。在一个封闭的系统中,所有粒子在经过漫长的时间后,都会回到无限接近初始的位置。这样一个周而复始的过程,就被称为庞加莱回归。例如一副刚打开的纸牌,每一张牌都是按顺序摆放的。一旦开始洗牌,其顺序只会变得越来越混乱。但只要洗牌的次数足够多,终究还是可以回到刚打开时的顺序。而这个过程,就是庞加莱回归。目前我们的可观测宇宙中,大约有10~82个原子,每个原子都在做着无规律的运动。如果在经过长时间的运动后,所有原子都能回到过去某一时刻的状态,那么就可以计算出宇宙中所有原子同时运动到过去某一时刻的概率,从而计算出宇宙回归到过去某一状态所需要的时间。但这个时间的漫长程度,远远超出我们的想象,对于人类而言,已经失去了现实意义。但对宇宙本身而言,它的意义在于宇宙的结局,到底是归零重现,还是陷入永恒的热寂。

从另一个角度来讲,对于一个没有观察者的宇宙,时间本身或许没有任何意义,再长的时间也不过是转瞬即逝而已。2018年,维也纳大学的研究人员,在一套量子系统中,证实了庞加莱回归的现象。如果宇宙真如庞加莱回归一样不断地循环重复。那么也就意味着,我们在人生中的每一次经历,所犯过的每一次错误,都在不断地轮回中无数次地重演。即便你终有一天离开了这个世界,在经过无限长的时间后,终究还会再次来到这个世界上。点关注不迷路。
