根據最新的研究,宇宙的未來可能並不像科學家們過去所認為的那樣,將無限擴張下去。康奈爾大學的物理學家 Henry Tye 提出,根據他的新計算,宇宙可能已經接近其 330 億年生命的中點,並有可能在未來發生一場災難性的「大崩潰」。這一預測源自於來自北半球和南半球的暗能量觀測站所收集的新數據。Tye 作為霍雷斯·懷特榮譽教授,利用這些觀測數據更新了與宇宙學常數相關的模型,這一概念最早是由阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前提出的。Tye 表示:「在過去 20 年裡,人們相信宇宙學常數是正值,因此宇宙將永遠擴張。新數據似乎表明,宇宙學常數是負值,宇宙將以大崩潰的方式結束。」
目前宇宙的年齡約為 138 億年,並且仍在擴張。根據 Tye 更新後的模型,宇宙的未來取決於宇宙學常數的符號。如果常數為正,則意味著宇宙將永遠擴張。然而,如果常數為負,則宇宙將停止增長,達到最大尺寸,然後開始收縮,最終崩潰至零。Tye 的計算顯示,後者的情況更為可能。他指出:「這個大崩潰定義了宇宙的終結。」根據模型預估,這場崩潰大約會在 200 億年後發生,屆時宇宙將像被拉伸的橡皮筋一樣,瞬間回彈至一個單一的點。
最新的進展來源於位於智利的暗能量調查(Dark Energy Survey, DES)和位於亞利桑那州的暗能量光譜儀(Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI)。這些觀測站測量暗能量,這種能量佔據宇宙總質量和能量的 68%。其觀測結果表明,暗能量並不是簡單的宇宙學常數。Tye 和他的合作者提出了一種假設的低質量粒子,早期在宇宙歷史中表現得像宇宙學常數,但如今的行為則有所不同。這一模型與新數據相符,顯示出宇宙學常數的負值基礎特徵。Tye 指出:「人們之前曾說過,如果宇宙學常數為負,宇宙最終將會崩潰。這並不新鮮。然而,這個模型告訴你宇宙何時崩潰以及如何崩潰。」
目前,成百上千的科學家正在通過研究數百萬個星系及其之間的距離來測量暗能量。DESI 將在接下來的一年中繼續觀測。除此之外,還有其他項目,如位於聖地亞哥的茲維基瞬變設施(Zwicky Transient Facility)、歐洲的歐克利德太空望遠鏡、NASA 的 SPHEREx 任務以及維拉·C·魯賓天文台,這些都將貢獻新的數據。Tye 對於能夠估算宇宙的壽命感到振奮。他表示:「對於任何生命來說,了解生命的開始和結束是非常重要的。」他補充道:「對於我們的宇宙,了解它是否有一個開始也十分有趣。在 1960 年代,我們得知它的確有一個開始。然後下一個問題是:『它有結束嗎?』多年來,許多人認為宇宙將永遠存在。現在知道如果數據成立,宇宙將會有一個結束,這是件好事。」這些研究結果已發表在《宇宙學與粒子物理學期刊》中。




