科学探索|新研究称宇宙可能会“很快”停止膨胀( 二 )


“让人惊讶的是,他们模型中的暗能量可以随着时间推移而衰减,”欣肖说,“暗能量的力量会减弱 。如果确实如此的话,那么最终暗能量的反引力特性会消失,它会转变回更像普通物质的东西 。”
根据该团队的模型,暗能量的排斥力可能在数十亿年前就开始快速衰减 。在这种情况下,如今宇宙的加速膨胀已经放缓了 。很快,也许在大约6500万年之内,这种加速可能就会完全停止;然后,从现在开始,在不到1亿年的时间里,暗能量就会转变为具有引力作用,导致整个宇宙开始收缩 。换句话说,在经历了近140亿年的膨胀之后,宇宙空间可能会开始收缩 。
“这将是一种非常特殊的收缩,我们可以称之为缓慢收缩,”斯坦哈特说,“空间不再扩张,而是以非常缓慢的速度收缩 。”
斯坦哈特表示,起初宇宙收缩的速度会非常缓慢,以至于地球上的人类(如果到时还存在的话)都不会注意到任何变化 。根据该团队的模型,宇宙需要几十亿年的缓慢收缩,才能达到今天的一半大小 。
宇宙的终结?
斯坦哈特表示,当宇宙收缩到今天的一半大小时,可能会发生两种情况 。一种情况是,宇宙一直收缩,直到自身在一场“大挤压”中崩塌,使我们所知的时空终结 。另一种情况是,宇宙的收缩刚好会使其回到类似最初条件的状态,然后发生另一场“大爆炸”——或者称为“大反弹”——在旧宇宙的灰烬中诞生一个新的宇宙 。
斯坦哈特和另一位同行在2019年发表于《物理快报B》(Physics Letters B)的一篇论文中描述了第二种情况,指出此时的宇宙将遵循一种膨胀、收缩、挤压和反弹的周期性模式,在这种模式中不断坍缩和重塑 。如果确实如此,那我们现在的宇宙可能就不是第一个或唯一的宇宙,而只是在之前膨胀或收缩的无限宇宙系列中最新的一个宇宙 。斯坦哈特表示,所有这一切都取决于暗能量多变的本质 。
那么,斯坦哈特等人的描述有多可信?欣肖认为,新论文对于“暗能量是什么”的解释是一个十分合理的假设 。他补充道,由于我们对宇宙膨胀的所有观测都来自于距离地球数百万到数十亿光年的物体,因此目前的数据只能告诉我们宇宙的过去,而不是它的现在或未来 。宇宙很可能正在快速走向收缩,但我们只有在收缩阶段开始很久之后才能知道 。
【科学探索|新研究称宇宙可能会“很快”停止膨胀】遗憾的是,斯坦哈特也承认,目前还没有什么方法能够测试“第五元素”是否真实存在,或者宇宙膨胀是否已经开始放缓 。这还只是一个将理论与过往观察结果相匹配的尝试,研究作者在新论文中也很好地做到了这一点 。未来等待我们的,究竟是无尽的宇宙膨胀还是(宇宙尺度上)的快速收缩,只有时间才能告诉我们答案 。