宇宙的终极宿命，会是彻底“黑化”吗？｜理性派对第三季(3)

段玉龙：既然已经提到了霍金辐射，能不能跟大家说一说到底什么是霍金辐射？
张帆：大家可能有一个误解，认为黑洞是一个密度无穷大的点。实际上那个点叫奇点，并不是真正的黑洞。黑洞是一个边界，是奇点周围一块引力特别强、光进去了以后都逃不出来的范围。所谓黑洞的边界就是光正好出不来的这个地方。
在黑洞边界会有一个奇怪的现象。我们周围的任何地方都会由于量子的不确定性而产生一对粒子。在正常情况下，这个平白无故产生的东西并不是问题：量子力学只能给它一个很短时间的生存，这对粒子不能够长期存在。如果它们能长期存在，我们周围就会都乱套了，平白无故产生的无数粒子会把我们烧死。
但这对粒子如果在黑洞边界产生，里面的粒子出不来而外面的粒子跑掉了的话，它们就无法再合并消失。跑掉的粒子就叫做霍金辐射。
整个宇宙都会变为黑洞吗？到那时会发生什么？
段玉龙：我们刚才说到黑洞有很多的类别，宇宙当中也有很多的黑洞。那假以时日，有没有可能小黑洞合为大黑洞、大黑洞变为更大的黑洞，到最后的最后，整个宇宙都变成了一个大黑洞？
张双南：这种可能是存在的，但更大的可能是，以后宇宙当中几乎所有的东西都会落到各个不同的黑洞里面去。
为什么不说它们整个变成一个黑洞呢？原因就在于我们宇宙是在膨胀的，这个膨胀的过程会导致星系之间的距离越来越远。所以未来不同的星系很难碰在一起，它们里面的黑洞也便很难碰在一起。但每个黑洞都可以在自己的星系里为所欲为，把这个星系里面的东西都给吃下去。但不一定就变成一个黑洞，也可以是多个黑洞。
现在每一个星系里都有很多黑洞。这些黑洞可能合并为一些大的黑洞，但更多的可能是它们会把这个星系里面物质全部吃净，仅剩下黑洞。如果到那一天，天文学家这个职业还有，但只剩下研究黑洞的天文学家了，就张帆和我，我们两个有用了。
张帆：到那个时候，彭罗斯的一个想法就特别有意思了。黑洞的熵是特别多的，熵增是一个时间轴。为什么宇宙的时间在增长，跟宇宙里越来越多恒星的形成、越来越多黑洞的形成是有关的，所以到最后熵增的结果就是一大堆的黑洞。
霍金辐射出来的主要是光子和中微子。如果中微子没有质量的话，相当于所有的东西都没有质量。没有质量以光速传播的东西是感觉不到时间的，那时候宇宙里就没有一个大小的尺度、没有规矩了，无穷大就可以变成无穷小。
这样，暗能量驱动的膨胀宇宙的最终结果就可以又变回无穷小，成为下一轮宇宙的起始大爆炸，而上一轮宇宙后期的膨胀也就代替了下一轮宇宙中所需的爆炸式增长——暴胀。这就是彭罗斯的CCC（Conformal Cyclic Cosmology，共形循环宇宙论）理论，特别有意思。