文明能存在多久?假想象繼續茂盛幾十億年，人類就需求處理一些扎手的問題，包含太陽的逝世到物質的衰變。議論悠遠的未來真的有意義嗎?假定咱們連下個月什么時分會下雨都不能猜測，那么猜測幾十億年后會發作什么好像是更不或許了。

不過，并不是一切的作業都像氣候相同紊亂。有時分，即便是十分悠遠的未來也是或許猜測的，特別是在天體物理學和國際學中。咱們能夠堅信，2090年9月23日英國將發作日全食，由于月球、太陽和地球運行在可猜測的安穩軌跡上，只需十分小的擾動，并且引力定律現已得到了很好的查驗。相同，咱們能夠運用已知的天體物理學來猜測國際脹大時或許發作的狀況。

這種方法能夠被稱為“物理末世論”(physical eschatology)——這是天文學家馬丁·里斯(Martin Rees)發明的一個術語，指的是用天體物理學來模仿國際的走向。里斯從神學中得到啟示，其間“末世論”是指研討比如國際末日之類的終極事物。關于這個主題的經典著作是弗里曼·戴森(Freeman Dyson)在1979年宣告的關于打開國際中生命的論文，其間概述了或許存在并挾制到悠遠未來生命的災害作業，從太陽的逝世到恒星與星系的分別。

那么，假定人類能一向活到悠遠的未來，那咱們面臨的最大應戰是什么?咱們還不能說這些應戰將怎樣(或能否)被打敗，僅能做出一些猜測，但能夠必定的是，這些挾制人類生計的作業正在到來。

問題1：怎樣比其他哺乳動物存續更久?

哺乳動物物種的典型存在期限大約是100萬年左右。對人類來說，現在的天然滅絕率遠遠小于咱們給自己形成的危險。咱們明顯還有其他火燎需求應對的挾制，比如核戰爭和流行病。想要處理其時存在的挾制和可繼續發展問題，咱們就不得不應對一些其他應戰。

首要，在數萬年后，咱們將不得不面臨間冰期的完畢：咱們正日子在一個綿長冰河年代的時刻短中止之中。咱們的先人在冰河年代幸存下來，所以這或許沒什么大不了的——只不過他們是游牧的打獵采集者，而不是一個全球文明。

咱們還或許面臨不同地質年代之間劇烈的氣候變化。曾經的地球有時會比現在更冷，有時則更熱。在始新世，地球氣溫升高了10攝氏度，北極出現了棕櫚樹和短吻鱷，赤道區域由于太熱而不適于沒有保護措施的人類生計。在更悠遠的曾經，乃至還上演過“雪球地球”的劇情，簡直一切的地表都被冰雪掩蓋。此外，咱們還會迎來超級火山活動、流星碰擊、伽馬射線迸發或突發作態損壞等危險。古生物學研討顯示，這些災害現已導致了大約每1億年一次的天然大滅絕。

智人作為一個物種或許不會耐久，由于咱們還能夠演化成其他物種。人類會不斷地變異，遵循天然選擇。更不用說讓人體與機器交融的技能了。在數百萬年的時刻里，人類不太或許堅持不變——除非在深思熟慮之后，咱們選擇將人類基因保護起來，并且能夠在地質時刻的尺度上堅持這一選擇。

假定“咱們”在10億年后還存在，咱們就將具有能夠任意繼續發展的文明，能夠在全球范圍內應對災害，并提前為地質時期做好方案。并且很或許此刻的人類與今天咱們的差異就像咱們與三葉蟲的差異相同大。具有諷刺意味的是，為了比其他哺乳動物存續得更久，人類有必要變得與咱們現在十分不同。

問題2： 怎樣在生物圈消除后存活?

在大約十億年內(差錯為幾億年)，太陽亮度的增加將消除地球的生物圈。具體而言，太陽的熱量將導致巖石風化加重，然后導致某些化學反應，耗費空氣中許多的二氧化碳。作為碳循環的一部分，二氧化碳的缺失將究竟導致植物的消亡。此外，跟著越來越多的水蒸氣(一種強有力的溫室氣體)從海洋中蒸騰，地球究竟會過熱，成為一個失控的溫室。

一種方法是運用大規劃工程來保護生物圈，盡或許延伸其存在時刻。咱們能夠在平流層中增加反射氣溶膠，在地球和太陽之間建立一個遮陽板，乃至推動地球向太陽系外側移動。

另一種處理方法是把生命轉移到太空——這也是咱們正想要做的作業。自給自足的太空棲息地好像是或許的，那里具有的物質是地球表面的數十億倍。即便太空殖民基地看起來很難制造，但咱們也應該記住，時刻是滿足的。咱們有10億年的時刻來變得更熟練、更賦有，能完結更多的或許性。到這個時分，人類若想生計下去，就有必要將活動范圍擴展到整個太陽系的規劃。

問題3： 怎樣在太陽的主序星階段完畢后存活?

大約50億年之后，由于太陽中心積累的氦被重力加熱升溫，其亮度將開始更迅速地增加，變成一個巨大的紅巨星。太陽的表面溫度下降，但由于巨大的表面積，太陽光的總輸出會變得更大。這或許意味著地球末日的到來，由于它很或許在太陽脹大時被吞沒。假定沒有被吞噬的話，地球也會在太陽的炙烤下變成一顆沒有空氣的焦黑行星。“不久”(10億年左右)之后，太陽將以星云的方式排出大部格外氣層，變成一顆細微的白矮星。

為了生計下來，任何日子在太陽系的智能生命都需求遷移到其他恒星系。當然，人類也能夠選擇適應，可是白矮星并沒有太多的光和能量。抵達其他恒星系要么需求十分高速的航天器，要么需求很長時刻。關于現已日子在自給自足的太空居住地的人來說，讓他們前往新目的地或許是天可是然的作業。他們需求能繼續運用很長時刻的動力和滿足的物質來堅持太空日子，并使太空居住地達到合理的速度，以完結數千年的星際旅程。

不過，最有或許抵達其他恒星系的方法或許是憑仗微型納米機器人飛船。與其用許多動力把巨大的星際飛船推到一個適中的速度，還不如用反射帆和強壯的激光來發射高速的微型飛船。這些飛船體積雖小，但數量許多：假定一艘飛船不能完結任務，那就發送一千艘。它們還能夠帶著發明生命的基因元素——乃至是人類。一旦抵達方針恒星系，它們就會降落在適宜的小行星上，展開太陽能收集器，挖掘原材料并制造更多的機器人、太陽能收集器和工廠。究竟，這些飛船能夠建立新的居住地，供人們在其間日子。

很或許沒有生物學意義上的人類會離開太陽系。從這一點上，咱們或許會質疑，未來咱們到底是作為人類，仍是作為一個新物種在國際中傳達?但假定咱們的子孫能在紅巨星太陽下幸存下來的話，那他們很或許就日子在銀河系的其他恒星系中。

問題4： 怎樣在恒星抵達生命止境時生計下來?

國際中恒星的構成現已達到了最高點，在未來的幾百億年內，國際將達到“恒星高峰”。當亮堂而短壽的恒星燃燒殆盡時，會留下一大堆慎重而龜齡的紅矮星。它們能夠發光上萬億年。可是，恒星的構成速度將會下降。在10到100萬億年后，乃至紅矮星也會噴發并消失。為了生計，生命需求星光以外的動力。

實際上存在許多或許性：運用褐矮星和氣態行星的氫進行核聚變;將物質傾倒到黑洞吸積盤中，收集釋放出來的能量;乃至運用所謂的超輻射散射(又稱為“黑洞炸彈”)直接運用黑洞的能量。不管怎樣，這都需求大規劃的工程。那一般的核能呢?當中子星和超新星兼并發生的新放射性同位素消失時，核裂變能量就會終止。當行星內部的同位素衰變并冷卻下來時，地熱能也會耗盡。

此刻的“生命”或許也能適應低溫文獨特的環境。人工智能和硅基生物或許會在接近絕對零度的環境中茁壯成長。跟著恒星的消失，以碳基生命和智能生物很有或許會退回到舒適的虛擬國際中，這個虛擬國際比外部國際要大得多，也雜亂得多。假定人類在恒星抵達生命止境時幸存下來，那他們本身就將成為國際中最大的能量來歷。

問題5： 怎樣在星系消失之后生計下來?

隨機的恒星運動究竟會導致星系溶解：恒星之間會不時地擦肩而過，并隨機地改動速度。有時這會給恒星一個脫離星系的逃逸速度，使其消失在巨大的虛空中，一起導致星系的其他部分稍微緊縮。究竟，在大約1萬億年后，一切的星系都會渙散或落入中心黑洞。在與黑洞的近距離觸摸中，盤繞恒星的行星也會被拋出。

為了生計，智慧生命需求引導恒星進入長時刻安穩的軌跡。聽起來好像不可思議，但這在物理學上是或許的!至少在當今年代，人們能夠通過放置反射鏡來推動恒星，此刻恒星的輻射就像十分弱小的火箭發動機，讓它們以可控的方法彼此擦肩而過。這類似于人類運用引力來幫忙旅行者號探測器轉向和加速，只不過規劃更大。當這些恒星改動軌跡時，它們能夠被用來進一步推動彼此，進行有史以來規劃最大的臺球競賽。

這將需求在每顆恒星周圍制造大型結構，并事先擬定巨大的方案，每個恒星系所需求的物質總量大約相當于一顆較大的小行星，并且物理學相對簡略。這個問題更多的是關于在十億年的時刻尺度上怎樣諧和，關于現已處理了前述問題的人類來說，這或許只是一個日常方案。

問題6： 怎樣從物質的完結中幸存?

這兒所說的物質是由質子、中子和電子組成的原子構成的。質子和電子通常被認為是完全安穩的(中子是通過質子來安穩的，其半衰期只需幾分鐘)。可是，許多物理理論猜測質子并不是真的安穩，而是會在極長的時刻跨度內衰變。盡管物理學家現已進行了一些斗膽的研討，但迄今為止還沒有觀察到質子衰變。不過，這只是奉告咱們，假定衰變的確發作，需求數萬億年的時刻。

這種衰變將意味著咱們現在所知物質的完結。恒星和行星將逐漸變成輻射，加上自由電子和正電子，無法構成宜居系統。畢竟一顆酷寒的黑矮星將逐漸變成氦和氫晶體，在幽靜中逐漸蒸騰。剩余的就只需輻射和黑洞了，一個空蕩蕩的國際。

咱們能繞過這一結局嗎?正如艾薩克·阿西莫夫的短篇小說《畢竟的問題》(The Last Question)中那臺巨大的電腦所說，“現在還沒有滿足的數據來給出一個有意義的答案。”