死神永生

《三体-死神永生》里，程心将5公斤的生态球留在了小宇宙中，其他的物质归还给了大宇宙。因为大宇宙总质量已经接近临界点。“宇宙回归运动”号召在小宇宙中的各个文明向大宇宙归还借来的物质。低于这个临界点，宇宙将走向无限的膨胀，走向死寂。

程心在小宇宙中留下的五公斤生态球，真的会让大宇宙走向死寂吗？

自打人类知道宇宙的存在后，人类就开始关心宇宙的命运。因为宇宙的命运也关系着人类的命运。但好像不管宇宙走向如何，对于人类都不是什么好消息。

死神之一：热寂就要降临

根据热力学第二定律，作为一个“孤立”的系统，宇宙的熵会随着时间的流逝而增加，由有序向无序，当宇宙的熵达到最大值时，宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能，所有物质温度达到热平衡。这种状态称为热寂。这样的宇宙中再也没有任何可以维持运动或是生命的能量存在。

威廉·汤姆森

热寂理论最早由威廉·汤姆森（William Thomson）于1850年根据自然界中机械能损失的热力学原理推导出的。“热寂”指的是热力差的消亡。一旦宇宙抵达热寂状态，宇宙中任何区域，一切事物都将是同一个温度。这就意味着宇宙中任何“有趣”的事物都将不复存在。因为一切的运动与生命都依赖于温差。

在19世纪物理学家发展出热力学理论时，人们认为“热寂”就是我们的宇宙确定的宿命。但100年前爱因斯坦提出的广义相对论却指出，宇宙将面临远比这更加狂暴的命运。

死神之二：“大冻结”还是“大塌缩”？

相对论指出物质和能量会弯曲时空。根据爱因斯坦的想法，宇宙中的物质将决定宇宙本身的最终命运。在1929年，美国天文学家埃德温·哈勃发现了宇宙正在膨胀。

宇宙大爆炸

那么如果宇宙的确正处于膨胀之中，那么在此之前宇宙一定要比现在更小。这一想法催生了宇宙大爆炸学说的出现。该理论认为宇宙最初是从某种极端微小的开端肇始的，随后发生了难以置信的快速膨胀。甚至在今天我们仍然能够在微波波段的背景辐射中目睹宇宙大爆炸留下的“余晖”，这是一种均匀的电磁波信号，分布在宇宙 的所有方向上。

微波辐射

于是，我们所在宇宙的命运完全取决于一个非常简单的问题的答案：宇宙将会继续膨胀吗？对于一个包含大量“充填物”的宇宙，如物质和光，那么这个问题的答案就取决于这些“充填物”的量有多少。更多的“充填物”就意味着更加强大的引力，而这会将一切“往回拉”，从而导致宇宙的膨胀减速，甚至塌缩。

只要这些“充填物”的量没有多到超过某个临界点，那么我们宇宙将会继续膨胀，在“大冻结”(Big Freeze)中迎来死亡。

所有的恒星都将死亡，几乎所有的物质都已经衰变分解，最终整个宇宙中将只剩下稀疏分布的均匀的粒子与辐射“汤”。甚至连这“宇宙汤”中的能量也将最终随着宇宙的膨胀而被彻底稀释掉，使其温度降到只比绝对零度超出一点点的水平上，就在这“大冻结”中，整个宇宙陷入一片死寂：均匀而彻底的寒冷，死寂，空旷。整个宇宙就是一座坟墓！

但如果宇宙中“充填物”的数量超过了临界值水平，那么宇宙的膨胀就将不断减速并最后停滞。随后，宇宙开始出现收缩，变得越来越小，温度不断上升，密度不断加大。最终，宇宙迎来终极压缩的命运，这种情况被人们称作“大塌缩”。内部引力进一步增大，最后形成奇点，宇宙大爆炸，重新开始！我们究竟将迎来何种终极命运？“大冻结”还是“大塌缩”？冰还是火？

在《死神永生》里关一帆与程心之间有这样的一段对话：

你是说宇宙的终结吗-程心问

是。

可据我知道的，宇宙将永远膨胀下去，越来越稀疏寒冷。

那是你们的宇宙学，但我们推翻了这个结论。暗物质的量被低估了，宇宙将停止膨胀，然后在自身的引力下坍缩，最后成为一个奇点并再次大爆炸，把一切归零。所以你看，最终的胜利者还是大自然。-关一帆

据说我国的物质探测卫星“悟空”发现了暗物质。也许正如关一帆所说，暗物质的总量被低估了。决定宇宙走向的，很大程度上取决于这些暗物质。不过不管将来是冰还是火，还是没有热差，对于人类与生命来说，的确是“死神永生”！