聲稱研究稱,宇宙將在短短 70 億年內(nèi)開始縮小

世世代代以來(lái),人類一直凝視著星空,想知道宇宙的最終命運(yùn)。它會(huì)永遠(yuǎn)擴(kuò)展到冰冷的虛空,還是遇到更戲劇性的結(jié)局?

康奈爾大學(xué)、上海交通大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)的物理學(xué)家發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明,我們可能終于有了一個(gè)答案,而且這個(gè)答案出奇地具體。

使用來(lái)自許多天文調(diào)查的數(shù)據(jù),包括暗能量Survey 和暗能量光譜儀 (Dark Energy Spectroscopic Instrument) 的研究人員開發(fā)了一個(gè)模型,預(yù)測(cè)我們的宇宙將在大約 333 億年后以“大緊縮”結(jié)束。

相關(guān):宇宙的終結(jié)可能比我們想象的“來(lái)得更早”

由于宇宙目前有 138 億年的歷史,因此在帷幕落下之前大約有 200 億年的時(shí)間!

這一預(yù)測(cè)挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來(lái)宇宙將永遠(yuǎn)膨脹的假設(shè)。相反,它表明,在大約 70 億年達(dá)到最大膨脹后,宇宙將開始收縮,直到一切都坍縮成一個(gè)點(diǎn)。

基特峰國(guó)家天文臺(tái) Nicholas U. Mayall 4 米望遠(yuǎn)鏡圓頂中的 DESI 插圖。(勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA)

關(guān)鍵在于理解暗能量,這種神秘的力量構(gòu)成了宇宙的 70% 左右,并推動(dòng)了宇宙的膨脹。長(zhǎng)期以來(lái),人們一直認(rèn)為暗能量的行為類似于宇宙學(xué)常數(shù),保持穩(wěn)定的壓力,無(wú)限期地將空間推開。

然而,最近的觀察表明,暗能量實(shí)際上可能是動(dòng)態(tài)的。研究人員提出了一個(gè)模型,該模型涉及一種稱為軸子的超輕粒子,并結(jié)合了所謂的負(fù)宇宙學(xué)常數(shù)。

宇宙中總能量對(duì)物質(zhì)的估計(jì)劃分,暗物質(zhì)和暗能量。(NASA/WMAP 科學(xué)團(tuán)隊(duì))

把它想象成一根巨大的橡皮筋。最初,宇宙會(huì)隨著這條“橡皮筋”的伸展而膨脹。但最終,彈性力變得比膨脹更強(qiáng),導(dǎo)致所有東西重新合在一起。

根據(jù)新模型,宇宙繼續(xù)膨脹,但速度逐漸減慢,直到在大約 70 億年內(nèi)達(dá)到最大尺寸,比今天大約 69%。然后,隨著引力和負(fù)宇宙學(xué)常數(shù)的接管,逐漸收縮開始,導(dǎo)致在最后時(shí)刻迅速崩潰。

重要的是要注意,這種預(yù)測(cè)具有很大的不確定性。研究人員承認(rèn),由于觀測(cè)數(shù)據(jù)有限,他們的模型存在很大的誤差。驅(qū)動(dòng)他們預(yù)測(cè)的負(fù)宇宙學(xué)常數(shù)仍然具有高度推測(cè)性,包括永恒膨脹在內(nèi)的其他情況仍然是可能的。

讓這項(xiàng)研究特別令人興奮的不僅僅是預(yù)測(cè),而且我們可能很快就能對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。未來(lái)幾年啟動(dòng)的幾個(gè)主要天文項(xiàng)目將提供更精確的暗能量行為測(cè)量,有可能一勞永逸地完全確認(rèn)、完善或排除 Big Crunch 情景。

即使得到證實(shí),200 億年的倒計(jì)時(shí)也很難構(gòu)成直接的危機(jī)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,地球上的復(fù)雜生命只存在了大約 6 億年。200 億年代表著一個(gè)如此廣闊的時(shí)間跨度,以至于太陽(yáng)已經(jīng)死亡,我們的銀河系將在任何宇宙坍縮開始之前很久就與仙女座大星系相撞。

盡管如此,這項(xiàng)研究代表了我們理解宇宙的一項(xiàng)非凡成就??茖W(xué)家們第一次對(duì)存在的一切的最終命運(yùn)提出了一個(gè)具體的、可檢驗(yàn)的預(yù)測(cè),為我們提供了可能發(fā)生的最戲劇性事件的具體時(shí)間表;宇宙本身的終結(jié)!

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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