物理学家说：宇宙不可能永恒存在，因为这不符合热力学第二定律
物理学家说：宇宙不可能永恒存在，因为这不符合热力学第二定律
在20世纪20年代，前苏联数学家、宇宙学家亚历山大·弗里德曼在掌握了爱因斯坦广义相对论的数学原理后，开始专注研究有关宇宙的最核心问题——宇宙的整体结构。最终，弗里德曼建立了一种新的动态宇宙模型（闭合的宇宙、平直的宇宙和开放的宇宙），现代人称之为“弗里德曼宇宙模型”，它也成为了现代宇宙学的基础。
青藏高原上的星空
“弗里德曼宇宙模型”描述了三种可能的宇宙未来，但最意想不到的是又出现了一个新的大问题，也就是奇点以及大爆炸的存在。
在奇点处，广义相对论中的数学原理崩溃了，弗里德曼也束手无策。在那里，物质被压缩到密度无限大，广义相对论已经不能被用于描述比奇点更早的时刻。因此，从字面上理解，奇点处的大爆炸应该被视为宇宙的开始，也就是创世的时刻。
南方风车星系
难道整个宇宙就是在一个奇点中诞生的吗？对于大多数物理学家来说，这太令人难以接受了。
要知道，在20世纪初，几乎大部分重要的科学家都相信宇宙是无限宽广和永恒存在的。虽然没有直接证据能够证明这一点，但是也没有任何证据能否定这一点。正如苏格兰著名的地质学家詹姆斯·赫顿所说：“我们看到的宇宙，就是无始无终的。”
天鹅座NGC6888行星状星云
“弗里德曼宇宙模型”让宇宙这种奇异的“快速启动方式”看起来像是神的干预，很多人甚至认为这根本就不应该在物理理论中存在。但是，尽管“创世的开端”令大多数科学家感到不适，但接受它也有一些好处，因为它有助于解决一些持续困扰静态宇宙模型的矛盾。首先，永恒不变的宇宙似乎与热力学第二定律这一最普适的自然法则相冲突。
NGC891星系
热力学第二定律称，物理系统会从有序的状态自发变化到混乱的状态。如果你把文件整齐地堆放在桌子上，当风突然吹进窗户，文件就会随机地散落在地板上。
然而，你永远不会看到风从地板上吹起纸张，然后把它们整齐地堆在你的桌子上。在数学上，描述一个系统混乱程度的物理量被称为熵，而热力学第二定律认为孤立系统的熵只会增加不会自发减少。
混乱会无休止地增长，直到混乱得不能更混乱了(此时熵达到最大值)，这就是所谓的热平衡。在这种状态下，有序运动的所有能量都转化为热量，整个系统中的温度都是均匀的。
NGC2064
在19世纪中期，德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)首次将热力学第二定律应用到宇宙中。他认为整个宇宙可以被看作是一个孤立的系统(因为宇宙之外没有任何东西)。
如果是这样的话，那么热力学第二定律就适用于整个宇宙，因此，宇宙将不可避免地走向“热寂”，也就是热平衡态。在这种状态下，所有的恒星都会消亡，其温度与周围环境相同。除了分子的无序热运动外，所有的运动都会停止。
NGC2244
热力学第二定律带来的另一个重要的结论是，如果宇宙永恒存在，那么它应该已经到达了热平衡状态。但是，由于我们能够观测到我们的太阳系、银河系都在有序运行，我们并没有发现自己身处的环境已经达到最大熵的状态，因此得出的结论是宇宙不可能永远存在，宇宙的年龄必定是有限的，它有一个开端，否则，就违反了热力学第二定律。
本文原文来自163.com