科学家：当宇宙达到333亿岁时将迎来“终结日”，其寿命已过半

据英媒7月8日报道，宇宙不会永恒存在。事实上，科学家已揭示，其寿命已过近半。一个由中美两国科学家组成的团队发现，当宇宙达到333亿岁时，它将迎来“终结日”，停止膨胀。

鉴于目前估计宇宙的年龄约为138亿岁，这意味着距离一切终结、科学家所谓的“大坍缩”到来，仅剩190多亿年。自大爆炸以来，宇宙一直在向外膨胀，而大坍缩则是与之相反的过程——所有物质将坍缩回一个单一的能量点。

来自美国康奈尔大学和中国上海交通大学的科研人员创建了一个新的宇宙模型，该模型表明，被认为驱动宇宙膨胀的暗能量将随时间减弱，并最终屈服于引力。科学家仍在努力证明暗能量确实存在，但他们认为暗能量就像一种排斥力，与引力将万物聚集在一起的倾向相抗衡。

正如这项新研究所提出的，如果333亿年后暗能量最终消失，那么来自所有恒星、星系和黑洞的引力，将基本上迫使宇宙在其自身重量的压迫下坍缩。这一更新的宇宙模型，为我们提供了一个比此前理论所预测的、宇宙可能无限延续下去而无任何限制的情况，要短得多的存在时间线。

美国国家航空航天局（NASA）的切尔西·戈德在一份声明中解释道：“暗能量究竟是什么？简短回答是：我们不知道。但我们确实知道它存在，它正使宇宙以加速的速率膨胀，并且宇宙中大约68.3%至70%的成分是暗能量。”

在这项新研究中，科学家聚焦于暗能量在这一过程中的作用，使用一种名为轴子暗能量（aDE）模型来解读近期数据，这些数据表明暗能量的表现与之前所认为的不同。科学家曾认为暗能量是一种宇宙学常数，即一种固定不变的能量密度，将无限期地驱动宇宙加速膨胀。

这包括2020年发表在《天文学与天体物理学》上的一项研究，该研究得出结论称，宇宙的暗能量具有正的宇宙学常数，这意味着其值永远不会下降，并持续允许宇宙扩张。然而，新的aDE模型发现，暗能量实际上可能具有约 -1.61的负宇宙学常数，这表明宇宙最终可能达到一个最大尺寸，然后在大坍缩中坍缩。

“我们宇宙的年龄在宇宙学中具有基础性重要意义。自大爆炸理论确立以来，我们就知道它是有限的”，研究人员在预印本服务器Arxiv上写道。

“以模型的最佳拟合值作为基准，我们发现我们宇宙的寿命为330亿年”，他们在提交给《宇宙学与天体粒子物理学杂志》发表的研究中补充道。研究人员分析了近期来自暗能量巡天（DES）和暗能量光谱仪（DESI）的数据。这些项目通过观察超新星（爆炸的恒星）和星系分布方式等，来研究宇宙膨胀的速度。

数据显示，暗能量可能并不像此前几项研究所得出的结论那样稳定。研究作者使用了aDE模型，该模型包括一个宇宙学常数（一个影响宇宙膨胀或收缩的值）和一种被称为轴子的超轻粒子。

通过将该模型与数据拟合，他们估算出了关键数值，如宇宙学常数和状态方程（衡量暗能量行为的一个指标）。然后，他们利用这些数值来预测宇宙的未来，计算出宇宙可能何时停止膨胀并坍缩。

与假设暗能量固定的标准模型不同，该模型允许暗能量随着轴子场的演化而随时间减弱。轴子场就像一种无形、超轻的能量波，遍布整个宇宙，有点像池塘上的涟漪，但存在于宇宙的每一个角落。

以这种方式使暗能量具有灵活性后发现，这种排斥力可能具有一个“最佳拟合值”，且该值为负，这意味着随着大爆炸后时间的推移，它将逐渐消失。关于我们所知的宇宙终结，仍存在诸多不确定性。首先，科学家甚至仍然不知道暗能量究竟是什么。

NASA提出了关于这种无形力量的四种理论，这些理论或许能延缓“时间终结”的到来。一种可能性是，它是真空能量，即与爱因斯坦的宇宙学常数相关联的空间中恒定的背景能量。

该理论推动宇宙加速膨胀，但却给现代科学家出了一个难题，因为其预测的强度与新的观测结果不符。

暗能量可能是一种不断变化的能量场或流体，绰号“精质”，它充满空间，其作用与正常物质相反，随时间和空间变化而驱动宇宙加速膨胀。

NASA还推测，暗能量可能源自宇宙结构中的缺陷，如宇宙年轻时形成的假想一维“褶皱”——宇宙弦，它们推动空间向外扩张。

然而，研究人员提出，这或许可以用爱因斯坦引力理论中的一处缺陷来解释，即宇宙的膨胀根本不依赖于暗能量。