科学家预测宇宙将以“大紧缩”结束 _科学

这张图片显示了星系团 IDCS J1426.5+3508，它包含近 500 万亿个太阳的质量。根据一种新理论，它和其他一切都将在遥远的将来自行坍缩。图片来源：NASA/CXC/密苏里大学/M.Brodwin 等人;美国宇航局/STScI;喷气推进实验室/加州理工学院
据《大众科学》（安德鲁·保罗）：我们浩瀚的宇宙可能终究不会无限膨胀。一些新审查的暗能量数据可能与天文学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann）于 1922 年首次提出的理论相矛盾。根据最近发表在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上的一项研究，宇宙实际上将以“大紧缩”结束。如果这个假设是正确的，那么我们就快完成了一半。
根据现代物理学，宇宙始于大约 138 亿年前的大爆炸。然而，当涉及到宇宙的最终命运时，数据更加模糊。几十年来，许多研究人员都同意计算，表明宇宙可能会继续向各个方向无限向外膨胀。近年来，一些专家提出了更具体的结论，包括长时间的冰冻甚至大裂口。
康奈尔大学物理学家亨利·泰伊及其同事却不这么认为。他们最近将从多个天文台获得的有关暗能量的新信息引入到一个宇宙模型中，该模型具有所谓的宇宙学常数。该常数由阿尔伯特·爱因斯坦于 1917 年首次描述，最初是一个旨在抵消静态宇宙中引力的系数。尽管在爱德华·哈勃于 1929 年确认宇宙持续膨胀后被放弃，但物理学家后来根据他们的理论恢复了宇宙常数，并具有正值和负值。
大约二十年来，大多数专家都支持正恒定情景，即宇宙的膨胀正在加速。但泰伊的结果显示了另一件事。
“新数据似乎表明宇宙常数为负，宇宙将以大紧缩结束， ”他在一份声明中说。
该信息来自今年早些时候发布的两份主要报告：暗能量调查和暗能量光谱仪器。这两个项目的组织是为了确定所有质量和能量的 68%（统称为暗物质）是否起源于纯粹的宇宙常数。现在看来，没有证实这一点，反而有其他力量在起作用。
尽管这些“力”仍然是个谜，但泰伊的团队尝试将一种假设的、质量极低的粒子引入他们的宇宙方程中。虽然它最初在宇宙最早的亿万年中表现为宇宙常数，但它不再以同样的方式运作。正因为如此，常数从此变成了负数。
“以前有人说过，如果宇宙常数为负，那么宇宙最终会坍缩。这并不新鲜，“泰解释道。“然而，这里的模型告诉你宇宙何时坍缩以及它是如何坍缩的。”
如果最终属实，宇宙将在大约 110 亿年后达到其最大尺寸。到那时，物理学（以及负宇宙常数）将决定它是否开始向单个点缩回。然后，在存在了 330 亿年之后，宇宙将自己压扁为虚无。
这可能是另一个令人信服的假设，但它是基于宇宙中一些最有趣的组成部分的最新数据。
“在 1960 年代，我们了解到 [宇宙] 有一个开始，”泰伊说。“很高兴知道，如果数据成立，宇宙就会有尽头。”