在宇宙學(xué)中，存在著一條令宇宙學(xué)家感到絕望的定律，那就是熱力學(xué)第二定律，也被稱為熵增定律。這個(gè)定律揭示了孤立系統(tǒng)中熵值的不斷增加，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的無序度達(dá)到極限。宇宙被認(rèn)為是一個(gè)巨大的孤立系統(tǒng)，因?yàn)槠駷橹梗煳膶W(xué)家尚未找到其他宇宙存在的證據(jù)，所以我們的宇宙似乎是最大的孤立系統(tǒng)，而它的熵值也在不斷上升。
在由引力主導(dǎo)的宇宙空間中，恒星和黑洞都有各自的壽命極限。恒星會(huì)因?yàn)閮?nèi)部氫元素的耗盡而演化成行星狀星云或黑洞，而黑洞則會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)不斷的霍金輻射而逐漸蒸發(fā)質(zhì)量。盡管紅矮星的壽命可以達(dá)到數(shù)千億年，超大質(zhì)量黑洞的壽命甚至可以達(dá)到數(shù)萬億年甚至更久，但它們都有存在壽命極限，不可能永遠(yuǎn)存在。
或許你會(huì)認(rèn)為宇宙的終極壽命是數(shù)萬億年，當(dāng)所有黑洞都蒸發(fā)完畢，殘存的星云質(zhì)量也無法再產(chǎn)生新的恒星后，宇宙將進(jìn)入一片黑暗，沒有任何天體能產(chǎn)生光子，宇宙將在無限的黑暗和寒冷中逝去。
事實(shí)并非如此。在發(fā)現(xiàn)熵增定律一個(gè)多世紀(jì)后，宇宙學(xué)家和天文學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了新的規(guī)律，這些規(guī)律證明了以往人們看到和觀測到的物質(zhì)只占宇宙總能量的4.9%。
這些新發(fā)現(xiàn)被稱為"暗物質(zhì)"和"暗能量"，它們分別占據(jù)了宇宙能量總量的26.8%和68.3%，它們才是真正主導(dǎo)宇宙的力量。
暗物質(zhì)和暗能量之所以被稱為"暗"，是因?yàn)樗鼈儾幌衿胀ㄎ镔|(zhì)一樣可以被人眼或射電望遠(yuǎn)鏡直接觀測到，迄今為止，科學(xué)家只能通過引力來推測它們的存在。
天文學(xué)研究表明，在類似銀河系的大型星系周圍，存在著數(shù)倍于星系質(zhì)量的暗物質(zhì)。暗物質(zhì)提供額外的引力，與星系中心的超大質(zhì)量黑洞的引力共同牢牢控制著數(shù)千億顆恒星，使它們不會(huì)解體。
與暗物質(zhì)的"粘合劑"作用相反，暗能量產(chǎn)生了截然不同的效果。占據(jù)68.3%的暗能量使得宇宙不斷加速膨脹，以至于距離地球145億光年的星系發(fā)出的光已經(jīng)無法到達(dá)我們。
宇宙的加速膨脹使得星系之間的距離越來越遠(yuǎn)，只有距離較近的星系（如銀河系和仙女座星系）仍在相互引力作用下相撞，而大部分星系則將永遠(yuǎn)孤立于黑暗的宇宙中。
這并不意味著宇宙將永遠(yuǎn)保持這種狀態(tài)。有一種理論稱為“大爆炸循環(huán)”理論，認(rèn)為宇宙會(huì)經(jīng)歷周期性的大爆炸和收縮，不斷重復(fù)循環(huán)。
按照這個(gè)理論，宇宙最初從一個(gè)熱密集的狀態(tài)開始，經(jīng)歷了一次大爆炸，然后逐漸膨脹。隨著時(shí)間的推移，暗能量的作用使得膨脹加速，最終導(dǎo)致所有物質(zhì)被分離并孤立在黑暗的宇宙中。
暗能量的作用可能不是永久的。一些科學(xué)家認(rèn)為，暗能量可能是由于虛空能量的存在而產(chǎn)生的，而虛空能量可能會(huì)發(fā)生相變，導(dǎo)致暗能量的性質(zhì)發(fā)生變化。這種相變可能會(huì)引發(fā)新一輪的大爆炸，重新開始宇宙的循環(huán)。
目前對于大爆炸循環(huán)理論的證據(jù)還不充分，科學(xué)家仍在進(jìn)行研究和觀測以驗(yàn)證這個(gè)理論。宇宙的起源和未來仍然是宇宙學(xué)中最激動(dòng)人心和深?yuàn)W的問題之一，我們需要進(jìn)一步的科學(xué)探索和研究來揭示這個(gè)宇宙的奧秘。
