在空間的維度中，你可以向前也可以向后移動(dòng)，但時(shí)間不同，時(shí)間是不可逆轉(zhuǎn)的。根據(jù)大爆炸理論，宇宙——也包括時(shí)間本身都有開端，但關(guān)于它們是否有結(jié)束，物理學(xué)家們則出現(xiàn)了意見分歧，而分歧更加嚴(yán)重的是，以什么方式結(jié)束？
相關(guān)的理論已經(jīng)有很多，從暗能量的衰變到所謂的“大撕裂”理論。在一次采訪中，天體物理學(xué)家托馬斯·基廷進(jìn)行了解釋。他同時(shí)也解釋了為何時(shí)間是永恒向前的，以及宇宙膨脹對人類究竟意味著什么。
逆轉(zhuǎn)時(shí)間
想象時(shí)間逆轉(zhuǎn)。人們將越來越年輕，而不是逐漸衰老，但代價(jià)是他們將逐漸忘記他們所學(xué)過的任何知識，最終他們將在自己的父母親面前消失。這樣的場景應(yīng)該出現(xiàn)在科幻作家們的筆下，但有趣的是，這類問題也是嚴(yán)肅的宇宙學(xué)家們正在思考的。
對于時(shí)間的不可逆轉(zhuǎn)性，我們早已將其視作理所當(dāng)然。但物理學(xué)家們卻并不這樣認(rèn)為：大部分的自然定律都是“時(shí)間可逆的”，這就意味著即便時(shí)間倒流，這些定律將仍然正常運(yùn)作而不會受到影響。
那么為何時(shí)間總是沿著一個(gè)方向前進(jìn)呢？
任何對于宇宙中時(shí)間的話題探討最終必須基于對宇宙演化本身的認(rèn)識。當(dāng)你觀察宇宙時(shí)，你所看到的都是過去所發(fā)生的事件，因?yàn)楣饩�的傳遞需要時(shí)間。實(shí)際上，即便是最簡單的觀測也能幫助我們理解宇宙時(shí)間的概念。比如說，為何夜晚是黑暗的？
如果宇宙擁有無限漫長的歷史并且是無窮無盡的，那么我們看到夜晚的天空應(yīng)當(dāng)是非常明亮的，因?yàn)槲覀兊囊暰�不管往哪個(gè)方向看，由于有無限多的恒星，因此我們總能遭遇某顆恒星發(fā)出的光芒。
長期以來，科學(xué)家們——也包括愛因斯坦，都認(rèn)為宇宙是靜止的和無限的。但此后的天文學(xué)觀測已經(jīng)確鑿無疑地證明我們生活的宇宙其實(shí)正在經(jīng)歷膨脹，更甚的是，這樣的膨脹正在加速進(jìn)行。
這就意味著，如果時(shí)間倒轉(zhuǎn)，那么在過去的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，宇宙一定曾經(jīng)處于一個(gè)完全致密的狀態(tài)，也就是我們所說的“大爆炸”時(shí)期，這也就意味著時(shí)間的確是有開端的。實(shí)際上，我們現(xiàn)在還能夠觀測到宇宙大爆炸留下的余暉，那是宇宙中最古老的光線，也就是宇宙微波背景輻射(CMB)。理解這一點(diǎn)是我們探討宇宙年齡的第一步。
但這里有一個(gè)問題。愛因斯坦的狹義相對論指出時(shí)間是相對的：想對我而言，你的運(yùn)動(dòng)速度越快，那么相比我，對你來說時(shí)間流逝的就會越慢。這也就意味著，在我們這個(gè)運(yùn)動(dòng)著的宇宙中——那些快速遠(yuǎn)離的星系，轉(zhuǎn)動(dòng)的恒星和行星，它們各自對于時(shí)間的感受是不同的，任何屬于過去、現(xiàn)在或是將來的事物都只是相對的。
事實(shí)是，由于宇宙基本上是處處相同的，也是各向同性的，因此我們的確有可能定義一個(gè)“宇宙時(shí)間”。為了對此進(jìn)行測量，我們所要做的就是對宇宙微波背景輻射進(jìn)行測定。宇宙學(xué)家們已經(jīng)利用這種方法確定了宇宙的年齡，數(shù)值大約是137.99億年。
時(shí)間是什么？
因此我們知道時(shí)間極可能肇始于大爆炸。但仍然有一個(gè)問題縈繞腦海：究竟什么是時(shí)間？要想弄清這個(gè)問題，我們必須回到關(guān)于時(shí)間與空間的一些基本性質(zhì)上來。在空間的維度中，你可以自由向前或是向后移動(dòng)。但時(shí)間不同，它只有一個(gè)固定的方向，你只能向前，不能退后。
要想解釋為何時(shí)間具有這樣的性質(zhì)，我們需要找到自然界中同樣具備不可逆性質(zhì)的自然過程。典型的案例便是“熵”。這是一個(gè)物理學(xué)概念，簡單來說，其描述的是這樣一種物理規(guī)律：隨著時(shí)間推移，事物傾向于變得更加混亂，而“熵”便是事物“有序程度”的度量。
想象有一個(gè)充滿氣體的盒子，在初始狀態(tài)，這些氣體分子都被限制在一個(gè)角落里，即處于有序狀態(tài)。隨著時(shí)間推移，我們可以預(yù)見到，這些氣體一定會逐漸擴(kuò)散并占據(jù)整個(gè)盒子內(nèi)部，從而處于一種無序狀態(tài)。這一過程是不可逆的。或者就像我們打破一個(gè)雞蛋來制作煎蛋，一旦你做好了煎蛋并盛起來放進(jìn)盤子里，你就再也沒辦法讓它再恢復(fù)到一個(gè)雞蛋的狀態(tài)了。
宇宙也是一樣，隨著宇宙的演化不斷進(jìn)行，宇宙整體的無序程度將會增加——宇宙的“熵”將會增加。事實(shí)證明熵是解釋時(shí)間單向箭頭的理想工具。可是，觀察我們的宇宙，一切似乎正在變得更加有序——從宇宙肇始之初無序的高溫氣體和粒子，到今天我們所見有規(guī)則的恒星、行星和人類，還有這樣一篇關(guān)于時(shí)間乃至空間的規(guī)整的文章。但宇宙整體正在變得無序才是事實(shí)。
之所以我們眼中的宇宙似乎正變得更加有序，是因?yàn)榇筚|(zhì)量物體施加的引力作用正在塑造著宇宙表面上的秩序感，但物理學(xué)定律讓我們確信，宇宙的無序度一定正在增加，只是隱藏在引力場的深處而不為我們所見。
也就是說，即便我們沒辦法直接目睹，但宇宙的無序程度一定是在增加的。但是，既然大自然如此青睞無序，那么為何在宇宙創(chuàng)生之初它卻要以一副有序的面目出現(xiàn)呢？這仍然是一個(gè)謎團(tuán)。
宇宙的命運(yùn)
有一部分研究人員認(rèn)為宇宙大爆炸本身甚至可能并非某種開端。他們相信存在著其他的“平行宇宙”，在那些宇宙中時(shí)間會沿著不同的方向前進(jìn)。
但主流科學(xué)界傾向于認(rèn)為，時(shí)間是有開端的。而它是否有終點(diǎn)則在很大程度上要取決于宇宙中暗能量的本質(zhì)，這種神秘能量正在加速宇宙膨脹的速度。這樣的加速膨脹最終將可能撕裂我們的宇宙，并最終讓宇宙在所謂“大撕裂”的慘烈命運(yùn)中終結(jié)。
在另一種設(shè)想中，暗能量可能會衰變，從而導(dǎo)致宇宙膨脹最終開始減速并逆轉(zhuǎn)，重新開始縮小，回到宇宙大爆炸的狀態(tài)，并在同樣慘烈的所謂“大擠壓”中滅亡。
根據(jù)量子力學(xué)原理，真正的真空不存在，真空中存在隨機(jī)出現(xiàn)的微小粒子，這樣的現(xiàn)象盡管違反常識，但的確已經(jīng)在大量物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中被觀測到。有一部分科學(xué)家認(rèn)為暗能量可能會觸發(fā)類似的“量子漲落”并引發(fā)新一次的大爆炸事件，從而終結(jié)我們現(xiàn)有的時(shí)間線并開啟全新的不同時(shí)間線。
盡管所有這些理論目前都還存在著極大的不確定性，但我們的確能夠確定的一點(diǎn)便是，只有當(dāng)我們能夠弄清暗能量的本質(zhì)，我們才有可能最終弄清宇宙的未來命運(yùn)。那么究竟哪一種才更有可能是宇宙未來將要面對的宿命？時(shí)間將會最終揭曉答案。
