宇宙只剩下黑洞和黑矮星（宇宙另一种终结方式）

宇宙是如何诞生的，很多朋友可能都大致有个谱了，比较公认的说法是在137.99亿年前，发生了一次空前绝后的大爆炸，创造了时间和空间，宇宙也由此而诞生。

但宇宙究竟会如何走向终结，却始终有着很大的争议，诞生了各种各样不同的版本，比较优雅、华丽、黑暗、悲伤且容易引发浪漫主义情感，相对多一点点的人赞同的观点是，在10^100年（10后面100个0）后，所有恒星都会燃尽它们的燃料，所有星系都会完全暗淡下去；此后黑洞也将在霍金蒸发中慢慢变小，最后完全消失，宇宙中只剩下简单的亚原子粒子和能量，相互之间距离极为遥远，宇宙的温度降到无限接近于绝对零度，宇宙最终在热寂中趋于死亡。

是不是充满着黑暗、浪漫和悲伤？不过中间好像有些什么不对劲呢，事情真的如此简单吗？美国伊利诺伊州立大学的理论物理学家马特·卡普兰（Matt Caplan）今年春季在开设一门天体物理课时，突然敏锐地意识到了这个不对劲所在：像我们太阳这样的恒星，在燃尽燃料后并不会变成黑洞，而是会成为白矮星，而白矮星的寿命是极长的，在宇宙毁灭的过程中，它们的命运会是怎样的呢？

卡普兰教授研究后发现，白矮星的重力仍会试图继续坍缩，然而由于电子简并压力的抵消，白矮星将维持一种平衡的状态，所有粒子都锁定在晶格中慢慢辐射能量，时间长达数万亿年，远远超过现在宇宙的年龄，最终会逐渐冷却变成黑矮星。

黑矮星没有能量来推动聚变反应，因此内部几乎不会发生任何事情，那么它们会一直这样存在下去，直到宇宙终结吗？那么热寂宇宙的理论是不是就有问题了呢，竟然还有这么大的家伙存在，宇宙怎么就终结了呢？

卡普兰的研究表明，黑矮星内部聚变反应仍然会发生，这是因为量子力学允许粒子穿过高能势垒，导致聚变进行，只是速率会变得非常之低。当硅之类的原子融合成铁时，会产生电子的反物质——正电子，它会与黑矮星中的电子发生湮灭，削弱黑矮星的简并压力。在质量为1.2到1.4倍太阳的恒星（约占宇宙中恒星总数的1%）形成的黑矮星中，这种削弱最终会导致灾难性的重力坍缩，引发类似于大质量恒星超新星爆发的巨大爆炸。

卡普兰说，这种剧烈的爆炸将在10^1100年后发生，一直持续到10^32000年，这些数字基本是我们无法理解的了。那时候宇宙中将此起彼伏，不断地炸响一个又一个黑矮星烟花。然而，这种绚烂的烟花却没有人能欣赏到，即使你勉为其难活到那个时候，由于宇宙已膨胀到无法想象的地步，黑矮星之间的距离是如此之大，你周围极目所望的任何一个方向，几乎都不可能看到任何黑矮星的爆炸。

事实上，卡普兰的计算表明，我们现在460亿光年的可观测宇宙直径，届时将膨胀到约e^10^1100倍。这个数字有多大呢？我们来算一个简单的2^3^3是多少吧，3^3是27，那么2^3^3就是2^27，大约是134217728，也就是一亿多，所谓的e^10^1100可以说完全无法想象，是我迄今看到过的被赋予一定意义的最大一个数！当然，下面维基百科中关于热寂宇宙的数据就更无法想象了。

更加不可想象的是，黑矮星爆炸的时间横跨10^1100年到10^32000年，即使宇宙中有这么多黑矮星，你的眼力也足以扫遍比e^10^1100倍可观测宇宙还大不知道多少倍的整个膨胀后的宇宙，也要等到很多很多亿亿亿亿……年才看得到一颗黑矮星爆炸，那真的不能算宇宙烟火，而只能是宇宙鬼火了。

所有这一切，其实都是计算和想象，宇宙真的会怎样走向灭亡，还得看宇宙自己怎么想！

徐德文科学频道公众号：xudewen028，传播最新、最前沿、最有趣的科学，敬请关注。