宇宙的終極命運：熵增定律告訴我們，一切終將歸於寂靜

給一隻猴子無限長的時間, 它就會在打字機上打出任意一本小說。 這便是著名的無限猴子定理。 這個定理引發了一個有趣的問題。 宇宙中的所有物質都是由基本粒子組成的, 而這些粒子一直在無規則運動。 那麼,如果時間足夠長, 宇宙中的粒子有沒有可能回到過去某個時刻的狀態? 如果可能,這是否意味着宇宙在不斷地輪迴? 要回答這個問題, 我們需要了解一個被稱爲最讓人絕望的物理定律—— 熵增定律。 熵是用來衡量一個系統混亂程度的指標。 在一個封閉的系統中, 熱量總是從高溫流向低溫, 從有序走向無序, 這個過程是不可逆的。 比如,一杯熱水會慢慢變涼, 房間不打掃會變亂, 這些都是熵增的表現。 愛因斯坦認爲, 熵增定律揭示了宇宙的終極命運, 宇宙從誕生開始就註定走向毀滅。 未來,太陽會耗盡燃料, 膨脹成紅巨星吞噬地球, 最終它會變成一顆白矮星, 慢慢冷卻成黑矮星。 所有的恆星都會經歷類似的命運, 宇宙將陷入永恆的黑暗, 只剩下黑洞和光子, 但黑洞也不會永遠存在, 它們會通過霍金輻射慢慢蒸發, 最終消失。 當最後一個黑洞消失後, 宇宙中將只剩下光子和暗能量, 宇宙會繼續膨脹, 溫度逐漸降低, 最終達到熱淨狀態, 宇宙的傷達到最大值, 一切活動停止, 宇宙進入永恆的寂靜。 但是法國數學家龐加萊認爲, 在一個封閉的有限系統中, 只要有足夠長的時間, 所有物質都會回到 無限接近初始狀態的位置。 這個過程被稱爲龐加萊迴歸。 比如,一個容器中的氣體 會從有序分佈逐漸變得混亂, 但在極長的時間後, 氣體可能會重新回到最初的有序狀態。 雖然這種概率極低, 但只要時間足夠長, 就一定會發生。 如果把宇宙看作一個封閉系統, 宇宙中的所有變化 都是由粒子的無規則運動引起的。 現在宇宙中有大約10的82次方的原子, 它們復現一次龐加萊迴歸所需要的時間 將是一個無法想象的天文數字。 不過,在微觀量子領域, 科學家已經證實了龐加萊迴歸現象, 這意味着在足夠遙遠的未來, 現在的一切可能在宇宙中再次出現。 洛蔣德主彭羅斯認爲, 如果暗物質和暗能量的問題被解決, 那麼宇宙有可能在未來某一時刻 從膨脹變成收縮, 然後再來一次大爆炸, 產生一個新的,具備不同物理定律的宇宙。 到時候,龐加萊迴歸就失效了, 因爲在一個重啓的宇宙裏, 粒子們都是剛誕生, 甚至物理定律都不支持龐加萊迴歸了。 總體來說,不論宇宙是否輪迴, 對現階段的我們來說都沒意義。 我們能做的就是過好每一天, 順便在空閒的時候領略一下宇宙之美。