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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895573]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 17 宇宙会永远膨胀吗 宇宙的未来
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如果宇宙始于最初的大爆炸，那它未来又会变成什么样子呢？是会永远膨胀下去，还是在什么时候停止膨胀转而收缩呢？
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开放宇宙和闭合宇宙
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按照大爆炸模型，宇宙在诞生后不断膨胀，与此同时，物质间的万有引力对膨胀过程进行牵制。如果宇宙的总质量大于某一特定数值，那么总有一天宇宙将在自身引力的作用下收缩，造成与大爆炸相反的“大坍塌”，这样的宇宙是闭合的。如果宇宙总质量小于这一数值，则引力不足以阻止膨胀，宇宙就将永远膨胀下去，即为开放宇宙。
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这个道理就好像我们在地球上向上抛球，将球向正上方抛起，一会儿就落到地上。球向上的速度因地球引力而渐渐变慢，最后落下。抛出的速度越大，球由上升转为下落的时间就越长，上升的位置也越高。
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但无论宇宙是开放的还是闭合的，要下个确切的结论是难以实现的。这是因为要给宇宙称重，无论从实际观测或理论推导都很困难。
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临界质量
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有趣的是，无论宇宙是开放或闭合的，它的质量都必须非常接近临界质量。这是因为，如果宇宙的质量太大，造成引力太大，宇宙便会在膨胀后不久就开始收缩，那样的话，宇宙的寿命就不会太长。恒星和星系还来不及形成，宇宙就死了。地球上的人类就更不可能出现了。如果宇宙质量太小，宇宙就会膨胀得太快，物质很快就变得非常稀薄，不足以聚集成恒星、星系，同样地，生命也不会在这样的环境中产生。
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也就是说，无论宇宙的质量太大或太小，都是不合理的，都不会形成星系，人类也不会产生。宇宙的质量与临界质量不能相差太大。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 宇宙的开放和闭合
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闭合宇宙
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开放宇宙
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895574]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 18 热寂还是大坍塌 宇宙的终结
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我们可以预言宇宙的两种极端的命运：继续膨胀直到热寂，或者是大坍塌。大坍塌之时，无处不在的引力最终使膨胀停止，并且，使所有的物质不可抗拒地回聚到一起，从而形成一个最终的奇点。
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热寂
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19世纪时，克劳修斯提出了热力学第二定律和熵的概念，并于1867年提出了热寂说，他认为，将热力学第二定律推广到宇宙之中，便得出宇宙熵趋于极大值的结论。熵的总值永远只能增加而不能减少，宇宙的熵达到极限状态，宇宙就会停止变化，成为一个死寂的永恒状态。
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同样地，按照开放的宇宙理论，宇宙物质的万有引力不足以使膨胀停止，却消耗着宇宙的能量，使宇宙缓慢地走向衰亡。在很多很多年之后，所有的恒星都已燃烧完毕，所有的宇宙物质衰变、消亡了，宇宙最终变得寒冷、黑暗、荒凉而空虚。