声称研究称,宇宙将在短短 70 亿年内开始缩小
世世代代以来,人类一直凝视着星空,想知道宇宙的最终命运。它会永远扩展到冰冷的虚空,还是遇到更戏剧性的结局?
康奈尔大学、上海交通大学和其他机构的物理学家发表的一项新研究表明,我们可能终于有了一个答案,而且这个答案出奇地具体。
使用来自许多天文调查的数据,包括暗能量Survey 和暗能量光谱仪 (Dark Energy Spectroscopic Instrument) 的研究人员开发了一个模型,预测我们的宇宙将在大约 333 亿年后以“大紧缩”结束。
由于宇宙目前有 138 亿年的历史,因此在帷幕落下之前大约有 200 亿年的时间!
这一预测挑战了长期以来宇宙将永远膨胀的假设。相反,它表明,在大约 70 亿年达到最大膨胀后,宇宙将开始收缩,直到一切都坍缩成一个点。
关键在于理解暗能量,这种神秘的力量构成了宇宙的 70% 左右,并推动了宇宙的膨胀。长期以来,人们一直认为暗能量的行为类似于宇宙学常数,保持稳定的压力,无限期地将空间推开。
然而,最近的观察表明,暗能量实际上可能是动态的。研究人员提出了一个模型,该模型涉及一种称为轴子的超轻粒子,并结合了所谓的负宇宙学常数。
把它想象成一根巨大的橡皮筋。最初,宇宙会随着这条“橡皮筋”的伸展而膨胀。但最终,弹性力变得比膨胀更强,导致所有东西重新合在一起。
根据新模型,宇宙继续膨胀,但速度逐渐减慢,直到在大约 70 亿年内达到最大尺寸,比今天大约 69%。然后,随着引力和负宇宙学常数的接管,逐渐收缩开始,导致在最后时刻迅速崩溃。
重要的是要注意,这种预测具有很大的不确定性。研究人员承认,由于观测数据有限,他们的模型存在很大的误差。驱动他们预测的负宇宙学常数仍然具有高度推测性,包括永恒膨胀在内的其他情况仍然是可能的。
让这项研究特别令人兴奋的不仅仅是预测,而且我们可能很快就能对其进行测试。未来几年启动的几个主要天文项目将提供更精确的暗能量行为测量,有可能一劳永逸地完全确认、完善或排除 Big Crunch 情景。
即使得到证实,200 亿年的倒计时也很难构成直接的危机。从长远来看,地球上的复杂生命只存在了大约 6 亿年。200 亿年代表着一个如此广阔的时间跨度,以至于太阳已经死亡,我们的银河系将在任何宇宙坍缩开始之前很久就与仙女座大星系相撞。
尽管如此,这项研究代表了我们理解宇宙的一项非凡成就。科学家们第一次对存在的一切的最终命运提出了一个具体的、可检验的预测,为我们提供了可能发生的最戏剧性事件的具体时间表;宇宙本身的终结!