专栏名称: 环球物理

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【物理】宇宙中有哪些细思极恐之事？

环球物理 · 公众号 · 物理 · 2017-02-23 22:08

正文

1、意识消亡

我觉得宇宙中最可怕的地方，可能会让你觉得，要是这个世界上有鬼多好，有地狱和天堂多好。

不知道有没有人和我一样的想法。就是深夜关灯在床上躺着的时候，会思考一些关于宇宙的问题。就是自己死后会怎么样。人类灭亡后会怎么样，地球消失了会怎么样。

将会是一片虚无，对么。就是说，你永远没有意识了，以后也不会再有意识，没有什么投胎转世，你也不会变成鬼。你不会上天堂，你也不会下地狱。你就这么消失了。什么都感觉不到。这虚无缥缈的宇宙里，你已经不在了，就这么过去十年，千年，万年，亿年，或许那时候时间已经失去了意义。

2、玻尔兹曼大脑

奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼曾提出一个观点:如果已知的低熵态宇宙是来源于熵的涨落，那涨落中也应该会出现许多低熵的自我意识，比如一个孤单的大脑。这种孤单的大脑就被命名为波尔兹曼大脑。

也许在宇宙中某个遥远的地方，就有一个星球那么大的思想存在，痛苦挣扎思考自己是什么。另外玻尔兹曼大脑还可以有另一种解读，即我们现在所处的世界其实是上一秒刚刚涨落出来的，手机、你的亲人、你所知道一切历史，在那一秒前都是不存在的……

3、庞加莱重现。

庞加莱证明了一个孤立力学系统经过足够长的时间后，总是可以恢复到初始状态附近，放到整个宇宙来说，其庞加莱重现时间大约是10^(10^(10^(10^2.08)))年，这数字虽然大的让人已经无法感知其真正浩渺的尺度，但这表示宇宙本身既有能力重生，也许在那么那么久之前，在上一个宇宙中（或者几亿亿亿亿次前的那个宇宙中），就有一个地球，有一个中国，有一个你，正在思考着这个问题……或者在更长更长更长的时间尺度里，这件事早已经发生了无数次，连宇宙中每一个原子所处的空间位置都重现的分毫不差……

宇宙中的物质是有限的，其排列组合数也是有限的，也许这才是宇宙的真相，这个看似巨大无穷的宇宙，其实所有可能发生的事物都已经被穷举出现过了，而这宇宙只是在一个长到我们用尽地球上的每一颗原子做成记录媒介都无法以科学记数法写下长度的时间内周而复始的生生灭灭，你所有的喜怒哀乐、希望绝望挣扎奋斗，都早已在宇宙历史的的回音里重演了无数遍……

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4、地球史

地球的历史比作一天的24小时,那么一秒钟相当于地球历史的5万年.
午夜零点—地球形成
5时45分—生命起源
21时12分—鱼类产生
22时5分—哺乳类动物出现
23时37分— 灵长类出现
23时56分—古猿出现
23时58分—南方古猿出现
23时59分—猿人出现
午夜前30秒—直立人出现
午夜前5秒—智人出现
-------来自百度百科

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5、射手假说和农场主假说

“射手”假说：有一名神枪手，在一个靶子上每隔十厘米打一个洞。设想这个靶子的平面上生活着一种二维智能生物，它们中的科学家在对自己的宇宙进行观察后，发现了一个伟大的定律：“宇宙每隔十厘米，必然会有一个洞。”它们把这个神枪手一时兴起的随意行为，看成了自己宇宙中的铁律。

一个农场里有一一群火鸡，农场主每天中午十一点来给它们喂食。火鸡中的一名科学家观察这个现象，一直观察了近一年都没有例外，于是它也发现了自己宇宙中的伟大定律：“每天上午十一点，就有食物降临。”它在感恩节早晨向火鸡们公布了这个定律，但这天上午十一点食物没有降临，农场主进来把它们都捉去杀了。当初第一次看的时候没觉得有什么，晚上睡觉的时候越想越觉得挺诡异，我们生活的这个世界就是由很多规律组成，我们所说的常识定律，然后上升到科学，宗教。反正想了很多，就像古人看星星的时候发出的疑惑一样，我们存在是为了什么，在我们生存的这个东西里，真相到底是什么？

来自《三体》

6、生命

在考试周备受煎熬的胡不喜，忍不住偷偷掏出手机刷起了知乎。他看到了一个问题“宇宙中有哪些细思极恐的事儿？”，他觉得还蛮有意思的，于是便点了进去。

这个时候，手机屏幕上方孕育出了微夸克级生命。他们发现这个世界，上部是无边无际蓝色，下部是永远不可能跨越的白色，于是他们便认为这个世界是由蓝和白构成的，他们可以依靠地面上发出的热量与光明生存。数百微纪元年过去了，生命进入了懵懂的认知时期。

胡不喜点进了排名第一的答案，开始浏览。以他的阅读速度，手指每五秒向上滑一次。

屏幕上方的微级生命在漫长的岁月里向着文明浩浩荡荡的前进着，他们发现这个世界每五百微纪元世纪会被巨大的黄褐色物体摧毁一次，每一次的世界末日，他们会看到一个巨大的黄褐色巨型山脉自遥远的白色大陆滑向蓝色大陆。每一次的毁灭都让他们体会到绝望，然而也让他们更加坚强。他们产生了宗教与文学，历史与预言。智者告诉他们，历史虽然坎坷，文明不能停止不前。

一分钟后，胡不喜很快浏览完了第一个回答，左滑切进了下一篇答案。

又是一段极其漫长的岁月无声逝去，微级文明等待着第十次世界末日的到来，预言家、文学家、史官、天文学家、数学家以及整个文明都坦然面对这一纪的世界末日的到来，上一次世界末日是五百微纪元世纪前的事了，在整个漫长的文明史上这是第十次，他们只在史书中了解过对“黄褐色大山脉”的描述。现在，整个文明都学会了坦然面对，是灾难教会了这个文明乐观。然而第十次世界末日没有到来，天文学家发现，“黄褐色山脉”在遥远的白色大陆自右向左横贯而过。他们第一次觉得这个世界充满了神秘。

胡不喜有点没有耐心了，开始不停地翻向下一个问题。

再也没有世界末日了，漫长的岁月里，微级文明脚下大地的黑白没有规律的交错出现，一代代的天文学家看着“黄褐色山脉”在遥远的白色大陆横贯划过，演算着它的轨迹。危险的文明已经过去，新的宗教产生了，科学产生了，文艺复兴、工业革命产生了，过不了多久，他们就能向遥远的白色大陆甚至白色大陆以外的地方去探索了。微级生命加速着他的文明发展，未来一片光明，整个世界一片欣欣向荣的场景。

胡不喜突然想到，后天就要考试了，他的毛概还没有复习，只好悻悻地退出了知乎，熄灭了屏幕。

历史：微级文明在“太阳”熄灭后随风消逝，对于“太阳”的突然熄灭，微级文明无法予以解释，而宗教把毁灭称之为造物主的毁灭。最后一个微级生命面对着一片的黑暗和虚无，发出了一声无奈的叹息。

以上，对于胡不喜来说，只是刷了一会儿知乎，然而一个文明却经历了他的起源兴盛与消逝。有时候我会想，我们的宇宙会不会是一个小小的水晶球，我们生活在短暂又漫长的安全温室里，等小男孩醒来，我们这个宇宙会不会被改写。

来自知乎

7、宇宙黑暗而空旷，死寂却又狂暴。

每次想到宇宙，随着思绪的深入，黑暗，空虚，灵魂都会颤栗起来。

人类啊，实在是太渺小了。

2013年4月27日，距离地球50亿光年外一颗濒死恒星突然在我们的夜空中闪耀，成为全世界天文学家关注的焦点——这是一次伽马射线爆发（gamma-ray burst，GRB），被称为GRB 130427A，这也是有记录以来最大的一次爆发，耀斑亮度为记录第二。

（电脑模拟图）

研究人员称，他们探测到一个耀斑，峰值达到天文学亮度级别的7级，耀斑亮度为迄今伽马射线爆发的第二，即使用双筒望远镜也很容易看到。根据费米大区望远镜（LAT）的探测，伽马射线达到95Gev！若做个比较，核爆中带电粒子的能量范围约在 0.3 至 3 MeV （G=10亿，M=百万，ev是电子伏特）。

伽马射线爆发是在一颗巨大质量恒星的内核用光了核燃料时引发的，其内核在自身引力下发生塌缩形成一个黑洞，然后黑洞发动了粒子喷射，沿着自转轴一路旋转着穿过正在垮塌的恒星，以近乎光速喷入太空。伽马射线暴是宇宙威力最剧烈的大爆炸，普通的伽马射线暴一分钟释放的能量相当于几百个太阳100亿年释放能量的总和。

1997年12月14日观察到的一次伽马射线暴，它距离我们120亿光年，一分钟释放的能量相当于整个银河系200年释放能量总和，其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮，这还不是最大的伽马射线暴。

1999年1月23日观察到的伽马射线暴比这次更加猛烈，它所放出的能量是1997年那次的十倍（相当于整个银河系2000年释放能量总和），这也是人类已知的最强大的伽马射线暴之一。

宇宙是如此狂暴，我们周围布满了衰老的巨大恒星，超新星爆发此起彼伏；

还好，宇宙也是如此空旷，这些爆发离我们很远，上面提到的那几次都距离我们几十上百亿光年，对我们几乎没有影响。

但是，别高兴得太早，一颗距离地球大约8000光年，代号为WR 104的巨大恒星，随时都有可能发生超新星爆炸，地球正位于危险的伽玛射线暴的指向方位（大约16°角），也就是被这颗即将陨落恒星的自转轴所瞄准，伽玛射线暴将沿着这个自转轴发射并扩散到一个巨大的锥形空间！

地球已经被伽马射线炮瞄准了！

科学家能确定它一定会爆，但是无法确定它何时爆，也许很快，也许50万年后。甚至可能它已经爆炸，也许下一秒伽玛射线暴就抵达地球，而我们还一无所知……因为我们现在看到的，是8000年前的它！

（WR104双星图像）

美国堪萨斯大学的物理学家艾德里安•米劳特（Adrian Melott）说：“这种类型的伽玛射线暴将会导致大量伽玛射线辐射地球，能够摧毁地球大气层中四分之一的臭氧，地球会增加50%的紫外线辐射。首先你将会注意到上层大气中发生10秒的蓝色闪光，但此时伤害实际上已经发生了。”

而更悲观的学者则认为，WR104伽马射线“袭击”地球时，会破坏地球大气层平流层的分子结构，形成新的氮氧化物，使得地球被一层“棕褐色的烟雾”包围，臭氧层也遭到严重破坏。这时，紫外线强度比正常情况要强至少50倍，足以使地表生物丧命。这一时期，大多数生活在地表或接近地表的生物，尤其是海洋浅水生物几乎都灭绝了，而深水生物则幸免于难。伽马射线的第二个影响是，大量氮氧化物使地球大气层温度下降，地表降温，进而导致冰河期的来临。