庞加莱回归现象是不是预示着:宇宙可能在不断轮回

探索宇宙科普录 2024-08-18 18:12:15

在哲学和科学的交汇处,有一个引人深思的概念,称为无限猴子定理。这个理论假设,若一只猴子在打字机上随机敲击键盘,经过无限长的时间,它将有可能打出莎士比亚的《哈姆雷特》。这一想法不仅引发了对随机性的思考,也让我们对时间和宇宙的本质产生了疑问。宇宙中的一切物质,都是由基本粒子构成的,而这些粒子每时每刻都在进行无规则的运动。那么,如果有足够长的时间,构成宇宙的所有粒子是否有可能回到过去某个时刻的状态呢?如果可以,这是否意味着我们的宇宙正处于不断的轮回之中呢?要探讨这个问题,我们首先需要了解一条被称为最让人绝望的物理定理,即熵的概念。1865年,德国物理学家克劳修斯首次提出了熵的概念。

熵实际上是衡量一个系统内在混乱程度的度量,它描述了系统的无序程度。根据熵的概念,一个封闭的无序系统内,热量总是从高温流向低温,有序状态会逐渐转变为无序状态。这一过程是不可逆的,也就是说,系统的混乱度会不断增加,这就是热力学第二定律,也被称为熵增定律。这也是为何我们会看到一杯热水放久了会逐渐变凉,常年不修的房屋会变得破败,甚至一个原本整洁的房间如果无人打理,也会渐渐变得凌乱。这一切现象的背后,都是因为熵在不断增加。这一定律不仅适用于物理系统,也适用于生命系统和整个宇宙。因为它揭示了宇宙演化的最终命运。自从138亿年前宇宙诞生之日起,毁灭的结局便早已注定。随着时间的推移,宇宙中的一切都在遵循着熵增定律,随着时间的流逝,恒星们在宇宙舞台上扮演着各自的角色,其中我们的太阳也不例外。

随着内部氢元素的不断消耗,太阳的生命正一步步走向终点。大约50亿年后,太阳核心将不再能够维持氢聚变,开始塌缩,随之而来的巨大能量将迫使其外层膨胀,变成一颗巨大的红巨星。那时,太阳的半径将超越地球的轨道,吞噬我们曾赖以生存的家园,地球将在烈焰中化为尘埃,从宇宙中永远消失。然而,这只是太阳生命周期的一个阶段。在大约100亿年后,太阳会逐渐蜕变成一颗白矮星——一颗微弱但坚固的残骸。它将以极慢的速度逐渐冷却,最终变成一颗黑矮星,完全失去生机。太阳的命运并非孤立,它只是无数恒星演化历程的缩影。所有恒星,无论质量大小,都不可避免地走向灭亡。星空中璀璨的光芒将一颗接一颗熄灭,夜空逐渐暗淡无光,宇宙的辉煌终将退去。大约在十的15次方年后,最后一颗恒星也会燃尽能量,宇宙将陷入一片无尽的黑暗,只有恒星的残骸漂浮在空旷的虚无中,再也无法诞生新的光源。

这时,宇宙的舞台上将只剩下黑洞,它们成为主导力量。黑洞之间的合并将成为宇宙中唯一显著的活动,但即便是黑洞,也无法逃脱衰亡的命运。在以数千万亿年为单位的时间尺度上,黑洞将因霍金辐射逐渐消失。根据量子力学的不确定性原理,真空中会偶尔产生成对的粒子和反粒子。这些粒子对通常在极短时间内相互湮灭,但若在黑洞附近生成,其中一个粒子可能会被黑洞吸引,另一个则逃逸并以辐射形式释放。这一过程使黑洞的质量逐渐减少,直至最终完全蒸发。当最后一个黑洞消失后,宇宙中只剩下了孤独的光子和不断膨胀的黑暗空间。随着暗能量推动宇宙的持续膨胀,这些光子将逐渐冷却,接近绝对零度。到那时,宇宙的熵增也将趋于停滞,因为一切已达成完美的无序状态,不再有任何变化或事件发生。无穷尽的寂静和死寂将笼罩整个宇宙,这正是所谓的“热寂”——宇宙的终极归宿,一个无光无热、寂静无声的黑暗之地。

尽管宇宙的热寂是一个令人难以想象的漫长过程,但这一结局所带来的无尽黑暗和死寂,依然让人难以接受。为了寻找对抗这种宿命的希望,许多科学家竭尽所能,试图找到熵增定律的漏洞,希望能够逆转热寂的进程。然而,经过无数尝试,这些努力均告失败,直到法国数学家亨利·庞加莱的出现,才为这一问题带来了新的曙光。庞加莱提出了一个具有深远影响的理论:在一个封闭且有限的系统内,只要时间足够长,系统中的物质状态会无限接近于它的初始状态。这个现象被称为“庞加莱回归”。打个比方,假设你将一副扑克牌拆封后进行随机洗牌,只要你洗牌的次数足够多,最终总会有一次,这副扑克牌的顺序会完全恢复成刚拆封时的样子。这一现象不仅简单易懂,也为理解宇宙的演变提供了新的视角。根据这一原理,任何孤立的有限系统在经历漫长的变化后,都会逐渐回到接近最初的状态。

如果我们把整个宇宙视为一个封闭的系统,那么宇宙中的一切变化实质上是由无数粒子和原子的随机运动所驱动的。通过数学计算,科学家们可以得出这些原子回归到过去某一时刻的状态的概率,以及实现这一回归所需的时间。然而,这个时间的长度远超人类的认知,几乎是无穷无尽的。对于我们而言,这样的时间尺度早已失去现实意义,难以想象。但站在宇宙的视角,这个时间却可能并非毫无意义。庞加莱回归带来的最大启示是,宇宙的终点或许并非一成不变的热寂。相反,经过漫长的时间,这个宇宙可能会重新回归某种初始状态,进入新一轮的循环。这种观点挑战了我们对时间和变化的传统理解,打开了人们思考宇宙命运的新视角。

更重要的是,庞加莱回归并不是一个单纯的猜想。在2018年,维也纳大学的研究人员在量子系统中实验性地证实了庞加莱回归现象。这一发现为庞加莱的理论提供了实证支持,进一步增强了我们对宇宙循环可能性的认识。如果宇宙真的在不断的循环重复,这意味着我们现在所经历的一切,可能在遥远的过去也曾经发生过。宇宙真的在不断的循环吗?没有人可以给出正确的答案,死亡可能是结束,也有可能是一个新的开始,就算粒子会进行“轮回”也不可能完全恢复最初的样子,每一次“庞加莱回归”都会造成细微的差异,导致一个完全不同的宇宙诞生。你认为宇宙的结局是什么?欢迎大家踊跃讨论,感谢大家观看,我是探索宇宙,我们下期再见。

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评论列表
  • 2024-08-22 11:19

    熵增定律是狭义的。首先是能量守恒,一个空间出现熵增在于有空间以外的能量进入这个空间,而不是这个空间本身完成的熵增。然后是宇宙并不存在熵增问题,所有造成熵增现象的能量本身就是宇宙的一部分,一个区域所增加的熵,来自于其他区域所辐射过来的能量,而不是凭空增加的。最后是太阳的寂灭不是所谓熵增造成的,而是他自身的能量释放完了就自然进入寂灭过程。所以熵增现象是一个片面的定律。就好像盲人摸象,摸到象腿的说大象像柱子,摸到身体的说大象像墙。

    任风で吹※雪 回复: 衣雨
    即使是人类能观测到的极限,也仅仅是人类的极限而已,被称为可观测宇宙,而不是宇宙的全部。所谓熵增定律,其实不是增加的不是无序,而是人类的无知
    衣雨 回复:
    再读几年书吧。这不是人类的傲慢,“知见障”也没有这么肤浅。熵增定律,可以说是整个宇宙最最基本的几个定律之一,它几乎没有任何前提条件,相当于宇宙背景信息。虽然都是研究经验总结,但,有些宇宙规律确实很浅显。
  • 2024-08-21 06:09

    沉寂以后就是收缩!当引力大于斥力的时候,宇宙就开始收缩!最终形成奇点!然后奇点大爆炸,新的宇宙重新开始!

    sai小光 回复:
    也有一种说法最终是大撕裂
  • 2024-08-22 22:19

    在上一个宇宙轮回,也有一个同样的我,在同样的发着评论。所谓命运,就是一个人重复做着上一个宇宙轮回的自己做过的事!

    冰河长夜 回复:
    很有想象力[点赞]
    用户10xxx72 回复:
    理论上会有的!只要时间够长,次数够多,理论上是这样!这又跟迷信差不多了,到底怎样才能跳出这世间轮回!如果地球仙气不够了,换个星球可以不?
  • 112233 17
    2024-08-22 04:20

    买菜去了,还是想想今晚吃什么吧[捂脸哭][捂脸哭]

  • 2024-08-21 06:42

    最后黑洞不断合并,最后最大的黑洞,将会形成奇点,之后奇点大爆炸,新宇宙出现

    隐姓埋名 回复:
    1,黑洞不一定是最后的黑洞,也许在我们现在的宇宙中的某些地方,超过临界值的黑洞已经形成了新宇宙,2,粒子和希格斯玻色子交互就会有质量,3,暗物质应该就是量子潮汐的波谷,既然是物质就会受到时空弯曲的影响,会被黑洞吞噬。。还有你有什么论证,证明我说错了
    ②少⊙_⊙峰 回复:
    这是不可能的。首先你要认清在最后阶段,宇宙已经没有对应的能量给黑洞吞噬,黑洞将会因自身的辐射而慢慢蒸发。最后一个黑洞,并不能将所有宇宙能量归一,就暗物质和暗能量就无法完全集结。而且,黑洞本质就是一个g点。
  • 2024-08-21 01:18

    按现在的说法,宇宙不断膨胀,当内部能量不足以支撑膨胀了,就会收缩,并且比膨胀快了不知道多少倍,也许就一瞬间,宇宙再次变为一个奇点,然后再大爆炸,一个新的轮回

    黑猪 回复:
    不就是吹气球吗?吹到最后就会爆炸💥。
  • 2024-08-19 11:48

    说这么多,起那么多新词,不就是叫佛家的轮回吗?

    末逆卍 卍阴阳乱 回复:
    佛家的轮回还分六道,你觉得你在哪道?
  • 2024-08-28 21:12

    太极图早就揭示了宇宙轮回的奥秘,黑鱼到白鱼的转换就是宇宙黑洞奇点爆炸生成万物的轮回开始

  • 2024-08-22 16:59

    热寂:所有物质、能量完全相同(无法继续变得“无序”,且均匀分布整个宇宙。

  • 2024-09-10 21:25

    “...像特拉普斯特1号这样的恒星(红矮星),会在我们的太阳消亡后,继续存在很长时间,我们无从得知,宇宙中最后一颗恒星的名字,但可以确定的是,最后一颗发光的恒星会是红矮星,(因为它燃烧的速度极为缓慢,寿命比我们的太阳这样的恒星要长久得多)...大概再过十万亿年后,最后一颗恒星会慢慢冷却,然后消亡,...随着它的消逝,宇宙将重归虚无,没有光,没有生命,没有意义...”2021年BBC纪录片《Universe/宇宙》

  • 2024-08-22 15:27

    50亿年啊。那没事了,接着奏乐接着舞

  • 2024-10-01 08:49

    庞加莱回归有问题,我们这个世界是层次的,一旦量变产生质变如何再回归?而且无限本身就不合适,一旦产生根本性的变化就不可能变回去。

  • 2024-08-22 15:43

    能量守恒,热寂的能量哪里去了?

    牧野 回复:
    热量均匀的布满宇宙的每一处 所有的粒子都停止了运动
  • 2024-08-23 06:36

    混沌无序,为老夫长生之道。大道轮回则再世重生,重生之我在大宋送外卖[哈哈笑]

  • 2024-09-22 10:45

    万物都在伦回,也包括宇宙。各星系都按圆形轨道运行,到某一天会撞在一起,宇宙又一个伦回。

  • 2024-10-11 01:40

    洗洗睡吧,梦里啥都有[笑着哭]

  • 2024-10-16 07:31

    按照大爆炸的说法可能性要高一些,每个星系系统中间都是由一个大质量的星星在牵引着自己的星系系统,例如太阳系是太阳,那些最终能变成黑洞的会变成黑洞,不能的会爆炸成碎片,经过一定时间后被其他星系所捕获,黑洞的话就一段时间运行后和其他黑洞相遇,或者自身捕获更多的星星碎片从而形成一个新的星系,反正不管怎么说最终都会是十个变八个,八个变五个,最终合而为一,最终再经过一段时间这个合而为一的物体会重新爆炸。还有就是能量守恒和质量守恒,在宇宙中有这么多能量的释放,但后来不热了是因为宇宙太大,能量均匀的分布在宇宙各处所以就不热了,所以也没有绝对的绝对零度才对,关于质量守恒来说,损失的质量将会以能量的方式释放出来,那宇宙应该不具有将能量转化为质量的功能,那也就是说每重复一次大爆炸,宇宙本身都会损失一部分质量变为能量永久存在于宇宙中,那久而久之是不是就因为质量不够而不会再进行合并了,又或者宇宙有将能量转换成物质的能力,而这种能力转换来的物质就是我们正在研究的暗物质?

  • 2024-08-19 19:34

    热寂之后产生暗能量…

  • 2024-08-22 20:15

    轮回没那么神秘,受规律束缚,无能超越,即是轮回[呲牙笑]

  • 2024-08-24 21:45

    天天上班打开课本讨论星球宇宙的人们,就没有考虑过,太阳那么大体形,那么强引力,在银河系内高速围绕银核飞驰时,难道它不会吸附被引力扰动飘到轨道上的其它气体、粒子、尘埃了?理论上来说,只要银核中心区域一直处于抛射大量物质的状态,物质被撕碎甩出中心,像太阳这类恒星在围绕银核运转时,都会得到部分物质,其总质量一直在微弱上涨,只是人类无法计算而已。

    金属狂潮 回复:
    星系核心辐射出去的能量和物质远比被星系内恒星捕获的多得多
    我想静静 回复:
    这个早就确定了,质量的动态的,就看出多还是入多了。太阳辐射出去的海量能量其实是损失的质量。
  • 2024-08-26 18:26

    主流有三种理论:大撕裂,宇宙无限膨胀到极限,然后像气球一样炸裂;大坍缩,宇宙膨胀到某一个点迅速收缩,最后回归奇点;热寂,宇宙中所有能量反应达到某一种平衡状态,不再产生任何变化

  • 2024-08-27 23:31

    这种问题研究太深就没意义了,大家都知道会死为什么还在努力活着?地球迟早毁灭为什么我们还要保护环境?活好当下才是重点。亿万年后的事都不是人类可以控制的。科技再发达也没用,因为你逃不出这个宇宙,即便你逃出这个宇宙可能还有更大的宇宙。终有一天所有物质都会在熵增的定义下变成一团乱麻然后毁灭

    用户10xxx72 回复:
    努力活着是因为基因决定的怕死!保护环境是因为还没找到可以居住的星球!在这之前要保护好地球!迷信说可以逃脱宇宙轮回!万一是真的呢!那种不要肉身,只有意识存在的!是不是可以在上帝视角观看宇宙的循环往复?
  • 2024-08-20 17:42

    ……∞∞∞⇔现在⇔∞∞∞……

  • 2024-08-28 06:05

    五十亿年?特么的只能活百八十年的人在乎这个[得瑟][得瑟][得瑟]

  • 2024-09-16 08:50

    我一直都是怀疑,如果是轮回说,那最初的那个点是如何来的?再往上追溯呢?我真的无法想象,只能用突然蹦出来一样来解释,就如同一个bug,太烧脑了,我都怀疑自己是在一个如同计算机的程序里[笑着哭]

  • 2024-09-17 19:00

    其实,熵增是基于宏观原子世界观察得出的假设。 对于比原子小的微观世界,应该并不适用。要说原子核内部是否也遵循熵增的原理?不会吧。那么,黑洞里原子已经不再存在。也不遵循熵增的原理。整个宇宙,如此多的漏洞/黑洞。还有什么理由说熵增?看看那么多星系,不都在重力的从无序变得有序?最后还是被黑洞粉碎。哪里还有什么熵增的途径?

  • 2024-10-27 22:44

    大约10∧100年后,完全热寂了,剩下黑矮星和黑洞,它们的引力,最终会让不管距离多远的所有“物质”,在10∧N年之后,重新又全部“聚集”在一起,再过N年,达到“奇点”来一次“大爆炸”,不断循环,永不停止……

  • 2024-08-21 06:31

    信息的不断更迭,宇宙虽轮回,但每次轮回都不同

  • 2024-08-21 05:31

    无知小儿,最后只剩孤独的光子和暗能量?有光子、有能量会发生热寂?无知!

  • 2024-08-21 06:47

    佛教经典里已经解释了

  • 2024-08-23 09:11

    地球到最后会变成一个规则的圆球,表面是水和泥沙。

  • 2024-08-31 10:50

    本来就是的,大惊小怪,中国几千年就知道了。 宇宙一样,人也一样。都有因果轮回

  • 2024-09-21 03:46

    猴子打字母可能成哈姆雷特,你让它写个汉字出来!不要把鬼子的话当成金科,其实不如一泡屎来的重要。不信你就撒泡尿照一下。

  • 2024-08-21 08:28

    看看太极图就明白了

  • 2024-08-21 21:24

    太遥远了,我只关心我的房贷[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑]

  • 2024-08-22 10:48

    六道轮回

  • 2024-08-23 09:36

    人生不满百,常有千年忧!

  • 我是专家,大家能不能听我几句吹啊[笑着哭]

  • 2024-08-23 03:54

    但宇宙是封闭且有限的环境么?

  • 2024-08-22 09:14

    大道轮回

  • 2024-08-23 03:53

    我想亲眼见证这一切。

  • 2024-08-25 11:21

    无根据。黑洞吸收一个粒子,质量会增大,而不是减小。

  • 2024-08-30 19:01

    佛教释迦牟尼佛已经于地球示现成佛八千次……所以真相还是不知道的好!

  • 2024-09-03 12:22

    违背了热力学第二定律

  • 2024-09-04 23:14

    我一个八零后初中生你给我推这玩意儿[吃瓜]

  • CD 2
    2024-09-07 08:40

    尽说点“不着边际”的话!忽悠,接着忽悠[笑着哭]

  • 2024-09-08 15:39

    无限循环的!

  • 2024-09-17 17:12

    操的心太多了

  • 2024-09-23 07:39

    这世界是假的,你们都是假的,只有我是真的。我在沉睡,在做梦,你们只是我的幻想,总有一天我会醒来。

  • 2024-10-16 08:13

    考虑这事的多少都有点病,人类能活那么长时间吗?

  • 2024-10-27 01:09

    哈姆雷特到底写的是啥?

  • 2024-10-29 11:25

    这就是一个伪命题,莎士比亚有没这个人都是问题。

  • 2024-10-30 08:51

    现在的发现,目前可观测的宇宙仅仅是宇宙的沧海一粟[???]

  • 2024-08-22 23:18

    无限轮回

  • 2024-08-24 07:28

    轮回

  • 2024-08-24 09:09

    扑克牌的顺序还没恢复,已经碎烂掉了[呲牙笑]宿命蛊没有被捏碎前,纵然是尊者也不能复活。

  • 2024-08-26 02:41

    这些说法都可以算得上是哲学问题了,很多人拿物理当哲学去思考问题!我觉得很可笑

  • 2024-08-26 00:53

    随便你咋说,反正没人看的到

  • 2024-08-26 10:14

    又活不了那么久,瞎操什么心?

  • tjy 1
    2024-08-26 22:25

    混乱程度我觉得很扯淡,混乱是人类定义出来的东西,这个东西完全没有确定的规则,刚放入水中的糖,混乱度就低,完全平衡后混乱度就高,你一定要这么说,确实也可以,但是,显然人家也可以说平衡后混乱度更低。所以,这东西不能完全信服,当然了,会不会其他定义会更合适咱不好说

  • 2024-08-27 16:51

    到时候太阳没有了我们怎么办

    用户10xxx72 回复:
    在太阳消失之前找到其他适合居住的星球!只剩下50亿年了!人类还在互相残杀!还好中国有广寒宫计划!人类的未来[点赞]
  • 2024-08-28 17:24

    庞加莱回归是颠覆不破的真理 .。

  • 2024-08-30 19:05

    真大彻大悟之人,就是梦醒之人,不再有任何执着!为什么?想想梦境中的一切哪个真实可得?梦中的我和他们,实都是梦境所造!看起来世界他人和我不一样,却是梦境造,你追根问底,所爱或恨的他人,居然只是梦境的幻象……[哭笑不得][哭笑不得][哭笑不得]

  • 2024-08-30 19:03

    你以为的我和当下其实是意识虚妄体,色身不过是障眼法,想想做梦,梦中没有色身,为什么有我?梦中没有时间,但有时居然感觉过了很久,更细思极恐的是梦中所有世界他人和我居然是我梦境所造!但梦中知道吗?梦中还是有一个我在做事,甚至喜欢他人,和对方在一起结婚生娃什么?所以你以为当下是我的人生,想想做梦……

  • 2024-08-31 02:48

    物质不会凭空产生与消失

  • 2024-09-09 12:03

    [得瑟]一个圆有端点吗

  • 2024-09-09 09:09

    快毁灭吧

  • 2024-10-15 00:02

    也就是说,不知过多少亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿……年后,随着宇宙重生、地球重生、人类重生,我也会再度重生?[笑着哭]

  • 2024-10-16 14:28

    你知道这是什么吗?这是否定圆周率

  • 2024-10-24 10:52

    猴子的事情不可能发生,哈姆雷特属于负熵,所有随机事件无法触发负熵。

  • 2024-09-12 09:23

    这个宇宙为啥会存在呢?

探索宇宙科普录

简介:专注知识科普领域,打开世界未知大门,感受科学的魅力。