物理學家預(yù)測宇宙何時會以反向大爆炸結(jié)束

如果最新發(fā)現(xiàn)那暗能量新的計算表明，我們的宇宙將在有限的時間線上在自身引力下坍縮。

根據(jù)最近的幾個暗能量結(jié)果，一個新模型發(fā)現(xiàn)宇宙的壽命只有 333 億年。由于我們現(xiàn)在是在 138 億年后大爆炸，這表明我們還剩下不到 200 億年的時間。

再過 110 億年，宇宙將繼續(xù)膨脹，然后停下來并反轉(zhuǎn)方向，坍縮到假設(shè)的大緊縮西班牙多諾斯蒂亞國際物理中心的物理學家 Hoang Nhan Luu、中國上海交通大學的 Yu-Cheng Qiu 和美國康奈爾大學的通訊作者 Henry Tye 說。

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“在過去的 20 年里，人們相信宇宙常數(shù)是正的，宇宙將永遠膨脹?！?a>泰伊說.“新數(shù)據(jù)似乎表明宇宙常數(shù)為負，宇宙將以大緊縮結(jié)束?！?/p>

泰伊所指的宇宙常數(shù)是λ，由阿爾伯特·愛因斯坦在他的理論中引入廣義相對論來描述宇宙的膨脹。如果 λ 的值為正，那么它就會充當不斷向外推動的力，有助于宇宙的膨脹。如果 λ 為負數(shù)，則它的行為就像永不衰減的恒定拉力，并且最終可以停止并逆轉(zhuǎn)膨脹。

最近的觀測表明暗能量可能會隨著時間的推移而變化.在新模型中，作者的最佳擬合與小的負 λ 齊頭并進，盡管目前的數(shù)據(jù)不排除 λ 等于 0。由于負 λ 向內(nèi)拉，它會阻礙而不是幫助宇宙的膨脹。

盡管如此，根據(jù)絕大多數(shù)證據(jù)，宇宙確實在膨脹。但是，如果我們將一個小的負 λ 與今天表現(xiàn)得像暗能量的超輕軸子場結(jié)合起來，我們就可以得出宇宙的觀測行為。

我們認為，軸子是超輕粒子，也可以被認為是整個空間中光滑、幽靈般的場，幾十年前首次提出作為粒子物理學中其他一些問題的潛在解決方案。

在他們的新分析中，泰伊和他的同事將軸子描述為一種力，一開始會溫和地向外推動宇宙，但隨著時間的推移會慢慢減弱。

目前，軸子的影響仍然占主導(dǎo)地位，隨著引力減弱，越來越遠的物體之間的引力減弱，宇宙以加速的速度向外推動——因此在這種情況下，宇宙今天仍在加速。

然而，在大約 110 億年后，軸子的推動力將減弱到負 λ 的拉力將接管，使宇宙的向外膨脹停滯在最大尺寸約為當前大小的 1.7 倍。然后，宇宙將再次開始收縮——在短短 80 億年內(nèi)呼嘯而下，達到大緊縮。

這有點像騎自行車上山，順風推動著你：上山時，隨著順風的減弱，你的上升速度會減慢，然后在山頂輕輕失速，然后你走下更陡峭的一側(cè)，邊走邊加快速度。

根據(jù)該論文，“下坡”收縮更快，因為軸子的動能接管了，而上升的密度增強了重力的拉力，使嘎吱嘎吱的階段比膨脹階段短。

大緊縮就像大爆炸的對立面，宇宙中的所有物質(zhì)都重新聚集在一起，形成一個無限密集的奇點。

值得注意的是，這遠非確定性——不是預(yù)測，而是如果最近的暗示能夠得到驗證，就是一個可能的未來。需要更多的數(shù)據(jù)處理來確定暗能量是否確實在進化。

此外，我們?nèi)匀徊恢朗裁词前的芰?它可能根本不是軸子或類軸子粒子，而是完全不同的東西。

盡管如此，這篇論文為宇宙學最大的問題之一提供了一個潛在的答案。

“對于任何生命，你都想知道生命是如何開始的，生命是如何結(jié)束的——終點，”泰伊說.

“對于我們的宇宙來說，知道它有一個開始嗎？在 1960 年代，我們了解到它有一個開始。然后下一個問題是，“它有盡頭嗎？多年來，許多人認為它會永遠持續(xù)下去。很高興知道，如果數(shù)據(jù)成立，宇宙就會有終結(jié)。

該研究已發(fā)表在宇宙學與天體粒子物理學雜志.

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