所有的恆星都是要熄滅的,如果那時宇宙間依然有文明存在,他們要如何存活?

霍金最大的成就,是論證了黑洞並不是真正「黑」色。

黑洞之所以叫黑洞,是因為它的引力極其巨大。按照廣義相對論的計算,只要進入了它的邊界,任何物質都無法逃脫,連光也出不來。但是根據熱力學,黑洞應該有熵(Entropy),所以應該有溫度,所以應該有光,這構成了矛盾。霍金把量子力學加入算式之中,成功找到了讓黑洞也能發出光的機制;這被命名為霍金輻射(Hawking radiation)。2002年霍金曾經表示,他希望把這個結果刻在自己的墓碑上。

雖然現在還沒能實驗觀測到它的存在,但幾乎所有物理學家都被它說服了;如果獲得了它的實驗證據,那麼霍金幾乎肯定能得諾貝爾獎。這是現代物理學通向萬有理論(Theory of Everything)的第一個里程碑——它是首個試圖把引力和量子力學結合起來而獲得的重要成果。如果這兩個領域最終得到統一,那將是人類智慧最偉大的成就之一。

但霍金的發現並不僅僅是單純的智力活動。在遙遠的未來,它也許將成為智慧文明延續的命脈——準確說,霍金的研究指出黑洞可以成為能源。

所有的恆星都是要熄滅的,新的恆星也不會永遠繼續誕生下去。在大約100萬億年之後,最晚誕生的最長壽的恆星也終將失去它的光芒。當然,人類到那時大概早就消失了,甚至宇宙也有可能因為其他原因而滅亡了。但如果那時宇宙間依然有文明存在,他們要如何存活?

未來的人類會去往何方?圖片來源:Pixabay

看起來最可行的方式,就是收穫天然和人造黑洞所釋放出來的霍金輻射。霍金輻射有黑洞越小輻射強度越大的特點,一個迷你黑洞可以很容易變得比太陽更加明亮,輸入物質維持它的存在就能獲得能量。這是人類已知效率最高的能量產生方式,也許是整個宇宙裡效率最高的。

當然,就算是黑洞的物質也終將有耗盡的一天,但如果能充分利用黑洞,那能讓文明的可能存活時間延長至少幾上億倍。

更重要的是,在那個遙遠的未來,宇宙的背景輻射也將降低到比現在冷得多的程度,這意味著計算的理論極限效率將會有指數級的增長。安德斯.桑德伯格(Anders Sandberg)計算過,一個生存在宇宙最後時刻的文明,理論上可以獲得10^30倍於今天的電腦運算能力。或許,以霍金輻射作為能源,他們將有能力算出我們無法想像的結果,並最終逆轉宇宙的命運。

這聽起來像是純粹的科幻片領域。確實,在阿西莫夫(Isaac Asimov)的科幻小說《最後的問題》(The Last Question)裡,宇宙的最後一台電腦就是在最後的時刻找到了讓宇宙重新開始的辦法。但是科幻小說和宇宙學一樣都是常常思考無法想像的時間尺度,而不論多麼遙遠的未來,都必將變成現在。也許宇宙裡最後的那個文明早就遺忘了此前的所有成就,很可能根本就不知道人類的存在;但是可以肯定,因為有了數學和物理學家,此刻我們和他們的一個片段心心相通;因為有了霍金,此刻我們和他們共享命運的一種可能。雖然霍金再也不能和我們說話了,但他留給我們的成就,構成了宇宙間所有智慧生命的終極聯繫。

RIP, Dear Stephen Hawking.

 

 

撰文:Ent 

編輯:錦衣

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