【地球的未來轉變與宇宙的未來】＠諸緣來去何增減？笑擁斜陽照海天。。。

2019-08-01 02:22:26| 人氣1,445| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

【地球的未來轉變與宇宙的未來】

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【地球的未來轉變與宇宙的未來】

地球的未來可以由幾個地球長期的轉變估計，包括地球表面的化學狀態、地球內部冷卻的速度、地球與其他太陽系行星的攝動，以及太陽光度穩定的增長。這個估計當中有一個不明朗的因素，在於人類科技的發展對於地球所作的持續變化，包括可以對地球造成明顯變化的地質工程。目前的生態危機主要是由人類科技發展導致，而其影響可能會持續長達500萬年。科技發展亦可能導致人類滅絕，使地球回復到緩慢的進化步伐及長期的自然過程。

在數以億年計的時間尺度，隨機的天體事件可以對全球性生物圈帶來威脅，這可能會導致物種大滅絕。這些天體事件包括100光年內的超新星爆發，直徑為5-10公里（3.1〜6.2英里）以上的彗星或小行星。其他大型地質事件更具可預測性。如果忽略全球暖化的長期影響，米蘭科維奇循環估計地球將會繼續處於冰期至少到第四紀冰河時期結束。這是由地球軌道的離心，轉軸傾角及進動現象的因素導致。隨著超大陸旋迴的進行，地球板塊將可能在2.5至3.5億年間形成一個超大陸。在15至45億年後，地球的轉軸傾角可能出現最多90度的變化。

在未來40億年中，太陽的光度會持續增加，令抵達地球表面的太陽輻射亦持續上升。這樣會令矽酸鹽的風化作用加速，並使地球大氣的二氧化碳濃度下降。在6億年內，大氣中二氧化碳的濃度將低於維持C3類植物光合作用所需的水平。C4類植物雖然能在二氧化碳濃度低至百萬分之十的環境下生存，但長期來說地球的植物是趨向滅亡，而動物也會因欠缺氧氣的補充在數百萬年後滅種。

在11億年後，太陽光度將高於目前10%這足以令大氣層成為「溫室」，使海水大量蒸發，而板塊構造很可能到此結束。然後，地球的核心發電效應也會消失，令大氣的磁層衰減，大氣外層的揮發性物質會加速散失。40億年後，上升的地球氣溫會引發逃逸溫室效應，至此幾乎所有生物也會滅絕。地球最有可能的命運是，75億年後進入紅巨星階段的太陽膨脹到地球的軌道，並把地球吸收。

人類活動的影響

人類對地球生物圈有關鍵影響，其龐大的人口主導著地球上許多生態系統。現階段人類活動已經產生了地球表面顯著的變化。超過三分之一的土地面積被人類改動，並使用了全球約20％的初級生產。工業革命以來，大氣中二氧化碳的濃度增加了近30％。這導致了廣泛及持續的物種滅絕，總稱為全新世滅絕事件。自20世紀50年代以來，人類活動所造成的大規模物種滅絕佔總物種數約10％（截至2007年）。目前大約有30％的物種有在未來一百年內滅絕的危機。現代的物種滅絕事件主要是棲息地的破壞、廣泛分布的入侵物種、人類的狩獵與氣候變化的結果。物種滅絕的後果會持續至少500萬年。這可能會導致地球生態的生物多樣性下降。

目前有多個已知可對人類生存造成威脅甚至使人類滅亡的危機。這些由人類自身造成的危機包括奈米科技的誤用、核戰爭、基因工程造成的疾病，或由一些物理實驗所造成的大型災難。同樣，一些自然事件可能造成世界末日的威脅，包括致命性的疾病，小行星或彗星的撞擊事件，失控的溫室效應及資源枯竭。然而，計算這些情況發生的實際可能性十分困難。

如果人類滅絕，人類建造的各樣建築物將開始腐爛。大型建築物的半衰期估計約為1000年。能存在最長時間的建築物有可能是露天礦場、大型垃圾填埋場、運河、主要公路及大型水壩。一萬年後，幾個巨大的石碑如吉薩金字塔群或拉什莫爾山仍可能以某種形式生存。

雖然未來的預測永遠不可能完全準確，但如果僅限於廣泛的輪廓，則可以由現今各種知識領域的理解，預測遙遠未來的事件。這些領域包含了揭示行星與恆星形成、相互作用與死亡的天體物理學；揭示物質在最小尺度之性質的粒子物理學；預測生命如何隨時間演化的演化生物學；以及顯示千年以來地球大陸變化的板塊構造論。

所有地球、太陽系和宇宙未來的投射，都必須考慮熱力學第二定律，也就是熵（做功時所損失的能量）會隨時間的推移而增加。恆星最終會耗盡氫氣的供應並燃燒殆盡。行星與恆星之間的緊密接觸，將會使行星受到引力的影響而拋離恆星系統之外；而恆星與銀河系之間的緊密接觸，也會使恆星拋離星系之外。

最終，物質自身預計會受到放射性衰變的影響，即使是最穩定的物質也會分解成次原子粒子。目前的資料暗示著宇宙有一個扁平的幾何構造（或非常接近扁平構造），因此在有限的時間過後，不會出現自身塌陷的情形，而且在無限的未來可能會發生難以置信的大規模事件，如波茲曼大腦的形成。

時間線，涵括了第11千紀開始（即10001年以後）直到所能觸及的未來時間中，所發生的事件。其中本條目列出諸多可替換的未來事件，以用來說明尚未解決的問題，例如人類是否會滅絕，質子是否會衰變，或是當太陽膨脹成紅巨星時地球是否會存活下來等。

宇宙的終極命運是物理宇宙學中一個主要的議題。許多科學理論都對宇宙的命運做出預測並成為競爭的對手，包括未來與時間是有限還是無限。

自從宇宙起源於大爆炸並經歷暴脹的概念為大多數科學家接受之後，宇宙的終極命運就成為宇宙論可以探討的問題，取決於物理上的性質：在宇宙中的質量/能量，它們的平均密度和膨脹速度。

有物理宇宙學家指出，膨脹宇宙的未來很可能會為繼續膨脹。若果事實如此，宇宙將因其膨脹而繼續冷卻，並會達到並不足以支持生命的溫度。因此，膨脹宇宙的未來又稱為大凍結。

膨脹宇宙的未來將會是蒼涼的。若根據宇宙學常數加速了宇宙的膨脹，星系間的距離將會持續增加。紅移將會被拉長，到達的光子將會是長波長和低能量的光子。恆星的形成仍會維持於1×1012至1×1014年，但形成恆星的氣體將會耗盡。當最後一顆恆星用完其燃料後，宇宙將不可能再支持生命及產生足夠熱量。根據預測質子衰變的理論，恆星殘餘物將會消失，剩下的將會只是黑洞，而黑洞亦會因放出霍金輻射而慢慢消失。最終，若果宇宙溫度達到一個均勻溫度，那麼再沒有活動能在宇宙中作出，從而導致宇宙熱寂。屆時，宇宙將會空無一切，且毫無生機。溫度亦會持續下降。

宇宙的未來有很多可能性，而這些主要有3種：持續膨脹、停止膨脹和收縮。

(1)持續膨脹：宇宙因星系間並無回返的引力作用而持續膨脹，最終走向膨脹宇宙的未來，甚至可能產生大撕裂。

(2)停止膨脹：宇宙若無足夠能量將會停止膨脹，停止膨脹亦會是最理想的環境，宇宙溫度適中之餘便有足夠資源形成恆星甚至生命。

(3)收縮：宇宙膨脹到某一階段將會停止膨脹並反過來收縮，收縮亦會縮小各星系間的距離，令宇宙溫度上升，最後導致和大爆炸相反的大擠壓，但這樣可能形成一個新的宇宙。

多重宇宙論

多重宇宙論（英語：Multiverse或Metaverse），或者叫多元宇宙論，指的是一種在物理學裡尚未證實的假說。在我們的宇宙之外，很可能還存在著其他的宇宙，而這些宇宙是宇宙的可能狀態的一種反應，這些宇宙可能其基本物理常數和我們所認知的宇宙相同，也可能不同。多重宇宙這個名詞是由美國哲學家與心理學家威廉·詹姆士在1895年所提出的。

平行宇宙經常被用以說明：一個事件不同的過程或一個不同的決定的後續發展是存在於不同的平行宇宙中的；這個理論也常被用於解釋其他的一些詭論，像關於時間旅行的一些詭論，像「一顆球落入時光隧道，回到過去撞上了自己因而使得自己無法進入時光隧道」，解決此詭論除了假設時間旅行是不可能外，也可以以平行宇宙作解釋，而根據平行宇宙理論，這顆球撞上自己和沒有撞上自己是兩個不同的平行宇宙。

在近代這個理論已經激起大量科學、哲學和神學的問題，而科幻小說亦喜歡將平行宇宙的概念用於其中。

人類在幾億年後的未來世界有機率打開一個通往平行宇宙的通道，以此避免因宇宙的死亡而造成的人類的絕對滅絕。但這種說法產生了一個新問題：假若平行宇宙可以打開一個通道，那麼必然已有足夠高的文明能夠做到這件事，並且從它們的宇宙來到我們的宇宙，而這類文明往往可以快速占據許多宇宙區域，因此我們應該可以觀察得到它們行動的證據。更加激進的說法是，如果足夠高的文明逃離其本來的宇宙，出於統治目的，那麼任何生命就不會存在於我們這個宇宙，而這與人類在宇宙里的平靜生存事實不符。

2003年《科學美國人》雜誌中，有一篇由美國宇宙學家馬克斯·泰格馬克寫的平行宇宙專文，文中他將平行宇宙分成4類：

第一類：這類的宇宙和我們宇宙的物理常數相同，但是粒子的排列法不同，同時這類的宇宙也可視為存在於已知的宇宙（可觀測宇宙）之外的地方。

第二類：這類的宇宙的物理定律大致和我們宇宙相同，但是基本物理常數不同。

第三類（艾弗雷特的多世界詮釋）：根據量子理論，一件事件發生之後可以產生不同的後果，而所有可能的後果都會形成一個宇宙，而此類宇宙可歸屬於第一類或第二類的平行宇宙，因為這類宇宙所遵守的基本物理定律依然和我們所認知的宇宙相同（上述「一顆球落入時光隧道，回到了過去撞上了自己因而使得自己無法進入時光隧道」詭論的平行宇宙解決辦法屬於此種）。

第四類（數學宇宙假說）：這類的宇宙最基礎的物理定律不同於我們宇宙，而基本上到第四類為止，就可以解釋所有可能存在（也就是可想像得到的）的宇宙，一般而言這些宇宙的物理定律可以用M理論構造出來。

無窮宇宙（開放宇宙）理論

開放宇宙理論認為，我們目前所知的宇宙只是整個宇宙中可觀測的一小部份。在這個部份以外，整個宇宙尚有無限大的未被觀測的空間；根據相對論，光速為宇宙最快的速度，我們所看到的部份（可觀測宇宙）為已經到達地球的光線，而我們所觀測到的範圍又被稱做哈伯體積，哈伯體積直接取決於宇宙的年齡（因為若宇宙誕生於n年前，則能到達地球的光線最遠只能在n光年處，再更遠的光線則尚在路途上，故未能被地球上的觀測者所觀測），哈伯體積的膨脹是因為有越來越遠處的光線到達地球。且根據泰格馬克教授的推論，在距離約1010118公尺的宇宙遠方（此值是根據質子配置而可能出現的模式總數所算出）可能有「另一個地球」「另一個自己」，換句話說，就是存有與我們可觀測宇宙（半徑約1026公尺）完全相同的分身，亦即開放宇宙理論說明了第一類平行宇宙的可能性。

泡沫宇宙理論

泡沫宇宙理論認為存在有無限多的開放宇宙，而這些開放宇宙本身有著不同的物理常數，這些開放宇宙的「距離」比我們的開放宇宙的「邊緣」還要遠，意即這些宇宙存在於無窮遠的地方之外。

這個理論由安德烈·林德最早提議，而泡沫宇宙理論本身能和暴脹理論在相當程度上契合，而這個理論本身牽涉到宇宙可能是由某個「親宇宙」的量子泡沫中所誕生的可能，而這些量子泡沫產生於能量的起伏，這些能量的起伏可能會產生微小的「泡沫」和蟲洞。若這些「泡沫」不是非常巨大，它們會像膨脹的汽球般，到了最後消失無蹤，不過如果能量起伏大於某個常數，這個泡沫就會不斷膨脹，甚而產生一個「子宇宙」，而「子宇宙」的體積可能大到足以讓宇宙大尺度結構存在的地步。

2005年，美國的理論物理學家Laura Mersini-Houghton和Richard Holman預言宇宙輻射存在不規則分布的原因是其他宇宙的牽引。普朗克天文望遠鏡的宇宙背景輻射圖在理論上是分布均勻的，但實際結果顯示南半部天空中存在一個強大的中心，以及一個無法用現有物理學知識解釋的冷斑點。Mersini-Houghton認為這證實了自己的預測。

大反彈理論

根據迴圈量子重力理論，大爆炸可能只是宇宙不斷膨脹和收縮的週期中，一個新的膨脹時期的開始而已。每個週期開始於大爆炸、結束於大擠壓（Big Crunch），而這個週期的輪迴是無限的，被稱為「振蕩宇宙」，在大爆炸之後宇宙膨脹，而之後在重力的作用之下宇宙開始收縮，然後接著是大擠壓，在大擠壓之後的下一次大爆炸被稱為大反彈，雖然這個模型曾經一度被否決，但是膜宇宙論近年來已重拾此模型（振蕩宇宙模型）。

在每個週期中，宇宙可能會有不同的宇宙常數，而因此這些不同週期時的宇宙可視為第二種平行宇宙。

泡沫宇宙理論和大反彈理論使第二種平行宇宙的存在成為可能。

量子力學的多世界解釋

量子力學的多世界解釋是一種主要的量子力學解釋，在由此解釋方式中的眾平行宇宙共有一個關於時間的變數，而這些平行宇宙彼此之間有著相同的起源，而這些宇宙彼此之間的基本物理定律相同，但物理常數可能會有所不同，而它們亦可能處於不同的狀態，而且這些宇宙彼此之間沒有任何的聯繫，因此它們彼此之間沒有任何訊息互通，這些宇宙彼此之間的關係由它們之間的疊加態決定。

此理論為第三類平行宇宙的基礎。

M理論

根據M理論，我們的宇宙很可能是產生於11維薄膜的碰撞與撕裂當中，基本上由此產生的宇宙可以和多世界詮釋裡所說的宇宙極為不同的宇宙。