「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法

最新观测表明 , 宇宙正在加速膨胀 。如果这一结论获得证实 , 那么生命的前途可能极为不妙 。物质将变得稀薄 , 现在我们眼中的所有恒星将离去 。到那个时候 , 就真的没有新世界可供人类征服了 , 我们将真正成为宇宙中的孤独一族 , 甚至很可能根本无法存在 。
「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法
文章图片

文章图片

宇宙学观测表明 , 宇宙将永远膨胀下去 , 而不是像科学家一度认为的那样 , 膨胀到一个最大尺度后又开始收缩 。因此 , 我们注定不会在一场狂暴的大收缩中走向世界末日 。初看起来 , 永恒的膨胀应该使我们乐观:有什么东西能够阻止一个有充分智慧的文明 , 利用无穷无尽的资源从而永远生存下去呢?
「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法
文章图片

文章图片

但是生命是靠能量和信息繁荣兴旺起来的:在永远膨胀的条件下 , 任何一种有意义的意识形态都不可能永远存在 。
永世的荒漠
在普林斯顿高级研究所的弗里曼·戴森于1979年发表一篇经典论文之前 , 没有几位宇宙学家深入考虑过一个永远膨胀的宇宙对生命的影响 。自从戴森的论文发表后 , 物理学家和天文学家开始反复思考这个问题 。
「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法
文章图片

文章图片

在一个可能具有无限体积的永恒宇宙中 , 人们希望能够收集无限多的物质、能量与信息 。但出人意料的是 , 即使我们付出了无数代的艰辛努力 , 仍然只能收集到有限数目的粒子、有限的能量以及有限数目的信息位 。令人更感沮丧的是 , 可用的粒子数、尔格数以及信息位数或许会无限增长 , 问题不是缺乏资源 , 而是这些资源很难收集 。
「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法
文章图片

文章图片

最主要的障碍恰好就是使我们能够期望生命永存的那个现象——宇宙膨胀 。通常当宇宙的尺寸增大时 , 能源的平均密度就下降 。宇宙的半径增加1倍 , 将使原子的密度下降为1/8 。对于光波 , 这一下降的速度更快 。由于宇宙的膨胀把光波拉长 , 从而吸走了光波的能量 , 因此当宇宙半径扩大1倍时 , 光波能量密度将下降为1/16 。
由于物质密度的下降 , 收集资源将成为越来越费时的工作 。届时 , 我们可以采取两条截然不同的策略:让物质送上门来或出去搜寻物质 。
对于前者 , 从长远来看 , 最好的方法莫过于让引力来承担这一工作 。
败于虚空
然而 , 引力也面临着同宇宙膨胀相抗衡的问题 , 因为后者使物体分开 , 从而削弱它们之间的相互吸引 。只有一种情况除外:即宇宙刚好处于膨胀与收缩之间时 , 在这种情况下 , 引力将无限度地聚集起越来越多的物质 。但是 , 最新的观测结果却与这种情况相矛盾 , 而且可以聚集起来的物质变得高度集中后将坍缩成黑洞 , 从而把所有生命形式一扫而光 。住在黑洞内部不是一件令人高兴的事 , 在地球上是条条道路通罗马 , 而在黑洞内部则是条条道路(在有限的时间内)通黑洞中心 , 在那里所有一切都会遭到分解和毁灭 。
「物理学」宇宙能允许生命永存吗?是否违反了生命法则,戴森则有不同的看法
文章图片

文章图片

并非所有的能量形式都同等地受到稀释的影响 。例如 , 宇宙中可能充满了一个宇宙弦网络 。所谓宇宙弦 , 就是其上聚集了能量的无限长而细的弦 , 它们可能是在宇宙早期不均匀冷却的过程中产生的 。


推荐阅读