我们的宇宙大约始于138亿年前,然而它会有终结吗?如果有,那会在何时呢?
当前主流观点认为,随着物质密度无限降低,宇宙会持续永恒膨胀,因此普遍认为宇宙本身没有终结。
不过,多诺斯提亚国际物理中心的Hoang Nhan Luu等人的研究团队,基于最新观测结果进行推测,发表研究成果称这个宇宙的寿命约为333亿年,从现在起约195亿年后会迎来坍缩至一点的“大挤压”。
但就目前而言,对未来感到悲观还为时尚早,也有可能只是杞人忧天。因为这项研究基于的数值目前存在较大范围,“大挤压”这一结论并非定论,我们宇宙的命运要明确,还需些时间。
宇宙整体坍缩的“大挤压”是古老理论?
我们已知宇宙并非一成不变,而是在持续膨胀。若将这一膨胀过程逆向推导,宇宙约在138亿年前从一点起始,这便是著名的“大爆炸”宇宙论。
那么,宇宙未来的膨胀会如何发展呢?
大约30年前,因科学家仅知晓重力与宇宙膨胀相关,所以曾预想宇宙膨胀速度会逐渐减速。如此,宇宙膨胀可能停止,或转而收缩。
其中,收缩的宇宙,就像大爆炸的逆向过程,会坍缩至一点,这被称为“大挤压”,是宇宙终结方式之一。
注1:理论表明,除力之外,宇宙的曲率(宇宙的“形状”)也会使膨胀速度加速或减速。但已知宇宙曲率极小,几乎无法测量,其影响程度近乎为零。
注2:由于存在预测“大挤压”后会再次反转的“大反弹”的宇宙论,所以也有观点认为宇宙本身不会终结。但此次讨论聚焦于“我们当下所处的宇宙”。
然而在1998年,观测表明宇宙膨胀非但没有减速,反而从某一阶段开始加速。要解释这一现象,就必须假定存在一种力,它比重力强得多,且与重力作用方向相反。作为这种力的来源,“暗能量”(dark energy)被提出。
关于暗能量详细性质的解说,可查看过去发布的《暗能量在变弱?宇宙膨胀的神秘力量最新情况》。此次解说要点如下:
此前,人们预测暗能量产生的力的强度,在膨胀的宇宙中不会变强或变弱。这是因为宇宙膨胀会增加暗能量总量,从而增强宇宙整体暗能量产生的力。
这种情况下,宇宙膨胀将永不停歇,且随时间加速。同时,宇宙中物质间距离增大,最终变得极为稀薄,形成空荡荡的宇宙。
关于物质最终命运有多种说法,普遍预测“经过1后面约100个零那么多年后,宇宙将不再发生变化”。这种情况下,宇宙中的物质有时间上的终结,但宇宙本身可认为没有终结。
无论如何,自发现宇宙加速膨胀后,“大挤压”这种终结方式,一直被当作古老假说,未成为宇宙物理学主要议题。
如今宇宙剩余时间是195亿年?
但此次,多诺斯提亚国际物理中心的Hoang Nhan Luu等人的研究团队,发表了研究结果,认为本应是古老假说的“大挤压”可能会再度出现。这项研究基于2025年3月发布的“暗能量光谱仪”(DESI;Dark Energy Spectroscopic Instrument)的观测结果。
DESI详细观测宇宙星系分布,并据此结构推测暗能量强度。观测结果显示,当前宇宙暗能量强度,与约45亿年前(宇宙诞生约93亿年后)相比,似乎减弱了约10%。也就是说,以往认为暗能量不会变弱的观点,实际可能有误。
Luu等人基于DESI结果,发表了两篇预印本,一篇构建解释暗能量变弱的理论,另一篇预测宇宙命运。尤其涉及宇宙命运的第二篇预印本内容十分有趣。且在本文撰写时,第二篇预印本已获同行评审学术期刊《宇宙学与天体粒..
结合DESI观测结果与暗能量变弱的理论背景,Luu等人认为暗能量强度今后会持续减弱。照此发展,宇宙膨胀速度不仅会减速,终有一天还会收缩。
Luu等人预测,我们的宇宙从现在起约110亿年后(宇宙诞生约248亿年后)仍会继续膨胀。届时,宇宙大小将扩大至当前约1.69倍(直径约1兆5700亿光年)。
之后宇宙会迅速收缩,Luu等人预计从现在起约195亿年后(宇宙诞生约333亿年后)迎来“大挤压”。也就是说,我们的宇宙有可能整体终结,而且时间或许比想象中来得早。
担忧灭亡为时尚早
即便如此,目前就担忧200亿年后的灭亡还太早。人类能否平安迎来22世纪都是眼前的问题,而且Luu等人提出的这一“启示录”并非定论,有可能只是杞人忧天。
的确,DESI观测结果精度高,是“暗能量在逐渐变弱”最可靠的证据。但该结论的可靠性在该研究领域尚未达到确定水平,仍有被推翻的可能。因此,Luu等人也承认,对于我们的宇宙是否会迎来“大挤压”并不确定。
注3:用标准差表示,至少需满足5σ。但2025年3月DESI结果仅在2.8 – 4.2σ之间。
无论怎样,这一未来预测正确与否,将由后续研究决定。包括DESI在内,一些观测项目将用于准确探寻暗能量性质。未来几年的观测,有望让我们更了解暗能量性质,或许也能明确宇宙是否会迎来“大挤压”。
一句话评论
我认为,相比担忧200亿年后的事,现在还是先解决眼前课题更好!(笔者)





“深入浅出,宇宙命运引人深思!”
“深入浅出,宇宙奥秘尽在其中!”