而且未来的宇宙将比现在更适合生命生存……数千亿年后，宇宙将会变成这样吗？ 撰文 唐纳德?戈德史密斯 是研究上述问题的先驱。在读研究生时，他就编写了一个计算机程序，来计算极低质量恒星的演化，但忘记了在达到宇宙目前的年龄之后，让程序停……
恒星和行星系统将分崩离析；现在极为罕见的天体到了未来将非常常见，而且未来的宇宙将比现在更适合生命生存……数千亿年后，宇宙将会变成这样吗？
撰文 唐纳德?戈德史密斯 是研究上述问题的先驱。在读研究生时，他就编写了一个计算机程序，来计算极低质量恒星的演化，但忘记了在达到宇宙目前的年龄之后，让程序停止运算。就这样，这个程序不停地运行，得出了对未来数万亿年的预言——尽管这个预言存在很多错误，但足以让他迷上了这个研究课题。
为了了解恒星的未来，我们需要知道它们是如何形成的。恒星诞生在气体和尘埃云中，这些星云的质量从几十万到数百万个太阳质量不等。这些遍布在银河系中的“恒星育婴室”已诞生了约几千亿颗恒星，最终还会形成数百亿颗。然而，这些业已“出生”的恒星透支了未来:新一代恒星的原始物质正在被耗尽。就算大质量恒星以超新星爆发死亡的形式，向星际空间返还一些物质；就算星系还可以从星系际空间吸积新鲜气体，这些新的物质仍无法重新补足被恒星锁住的物质。目前，银河系中，星际气体的总质量只有恒星的十分之一左右。
今天，银河系中恒星的形成速度接近每年一个太阳质量，但在80亿到100亿年前的鼎盛时期，这一速率至少是目前的10倍。劳克林估计，时间尺度每向前延伸10倍，恒星形成速率就会降低到原来的十分之一。因此在一千亿年后，恒星形成速率会降低到目前的十分之一，而在一万亿年后，这一速率则会降低到眼下的百分之一。
不过，剧烈的变化可能会打乱恒星形成速率不断降低的稳定进程。例如在不久后——“不久”指的是几十亿年后，我们所在的银河系必然会面对汹涌而来的仙女星系，它是距离我们最近的巨型旋涡星系。这两个星系的致密核心区要么会发生碰撞，要么会绕着它们的公共质心转动。这一相互作用会形成“银河仙女星系”。通过搅拌星际气体和尘埃，银河仙女星系会暂时激活恒星形成过程，引发天文学家称之为的“星暴”。一旦这一生长势头过去，这个并合后的系统就会极为类似一个椭圆星系，即一个恒星形成所需物质稀少、恒星形成速率很低的成熟系统。
除了形成数量会减少之外，未来的恒星会显示出它们对原始物质的改变作用。大爆炸的高温熔炉锻造出了氢、氦和锂，而所有更重的元素都是由恒星创造的，尤其是在它们的生命晚期——要么是随着年龄增大会抛射外层物质的红巨星，要么是超新星爆发。红巨星提供了绝大部分较轻且丰度较高的重元素，例如碳、氮和氧，而超新星所能产生的元素则更多，包括铀都是由超新星产生的。所有这些元素都会混入星际气体中已有的元素里，使得下几代的恒星在诞生时就拥有了更多的物质。太阳，这颗年龄为50亿年的、相对年轻的恒星，所拥有的重元素数量是100亿年前形成的恒星的100倍。事实上，一些最老的恒星几乎不含有任何重元素。未来的恒星甚至会含有更多的重元素，这会改变它们内部的运转方式和外观。
新生恒星中，重元素的稳步增加会导致两个显着效应。第一，这会增大恒星外层的不透明度。氢和氦几乎都是透明的，但即便是为数不多的重元素也会吸收辐射，降低恒星的光度。恒星内部的力平衡随之就会偏移，因为较低的光度意味着恒星会以更低的速率来消耗核燃料。如果只有这一效应在起作用，那么一颗富含重元素的恒星会比一颗相同质量、但缺少这些元素的恒星活得更久。然而，第二个效应会抵消作用:重元素是核聚变的负担。因为它们不参与核聚变，因此在特定质量的恒星中，重要元素的存在会阻碍恒星获得核燃料，进而缩短恒星的寿命。
劳克林和他的同事、美国密歇根大学的弗雷德?亚当斯 在他1957年的诗中，描述了一个完全不同的宇宙:“所有恒星行将消失或死亡，我应该学会看向空荡的天空，去感受黑暗的壮丽，尽管这会花一点时间。”
唐纳德?戈德史密斯可能是唯一一个曾经当过税务律师的天文学家，他的律师生涯赚了不少钱，不过很短暂。1969年，他在美国加利福尼亚大学伯克利分校获得了天文学博士学位，并成了卡尔?萨根(carl sagan)《宇宙》系列剧的顾问。他还是其他一些节目的主要作者，例如和莉莉?汤姆林(lily tomlin)一起合作的《新星》剧集《哪儿有人吗？》以及系列剧《天文学家》。
谢懿在南京大学天文与空间科学学院获天文学博士学位，随后在美国密苏里大学哥伦比亚分校物理与天文学系任访问学者，目前任职于南京大学。