宇宙最後的結果是不是死亡？

宇宙最後的結果是不是死亡？

我的回答就是三個字：不知道！原因就是我們目前還不理解暗能量的性質！

根據目前天文學觀測和理論研究的結果，我們的宇宙的演化歷史相對比較清楚了，如下圖所示，從大爆炸開始經歷了初始的暴脹，隨後大部分時間（約80-90億年）都是在做減速膨脹，直到距今大約50億年前開始做加速膨脹。

產生最初大爆炸以及驅動暴脹階段的物理機制目前還不是很清楚，有很多不同的理論模型，都有待於未來進一步的觀測和理論研究進行檢驗。但是，大爆炸結束之後的減速膨脹的原因就是宇宙中有物質，物質之間的引力使得宇宙的膨脹逐漸變慢，而物質主要是由暗物質組成的，比普通會發光的物質多了6-7倍，但是目前還不清楚暗物質到底是什麼。

如果宇宙中只有物質的話，那麼宇宙的膨脹就會越來越慢，但是天文學家1998年發現，宇宙最近的膨脹卻是越來越快，說明目前主導宇宙膨脹的不是物質，而是會產生排斥力的一種新能量，被稱為暗能量，它目前佔據宇宙中的總物質和能量的大約70%。但是我們也不知道暗能量的本質到底是什麼。由於暗能量主導了現在宇宙的膨脹，那麼它的性質就決定了宇宙未來的命運，如下圖所示：

不同的暗能量，會導致宇宙的未來有幾種截然不同的可能性：

1）宇宙未來會收縮變成一個奇點（再塌縮），然後再膨脹；

2）宇宙會一直膨脹下去，經過無窮長的時間膨脹速度終於變成零，宇宙就靜止了（臨界膨脹）；

3）宇宙會一直膨脹下去，經過無窮長的時間變成勻速膨脹（滑行膨脹）；

4）宇宙會一直保持加速膨脹（加速膨脹），在極端的情況下甚至會導致每一個星系、恆星、行星、甚至組成我們的分子和原子都會被撕開（大撕裂）！

上面的第一種和最後一種情況是兩種截然不同的極端情況，我們都可以說這個宇宙死亡了，但是到底那種情況會發生，目前我們真的不知道。至少需要通過天文觀測和理論研究搞清楚暗能量的本質之後，我們才有可能搞明白。

當然也有其他的（所謂非主流的）宇宙學模型給出其他的可能性（比如無始無終的循環宇宙模型），我在這裡就不介紹了。所有這些模型都是科學理論，是基於天文觀測和物理學理論所建立的，正確與否取決於未來的觀測檢驗，都和哲學、玄學、宗教或者其它的學說無關。

還有另外一個可能性，不管宇宙整體的演化如何進行，但是如果宇宙中的所有物質最終都會落入黑洞，那麼我們這個宇宙也就等於走向了滅亡。不過這就是另外一個問題了（也是嚴肅的科學問題，當然也和哲學、玄學、宗教或者其它的學說無關），目前也還沒有確切的答案。

作者：張雙南 原載於 科學公園（scipark）

作者簡介

張雙南，中國科學院高能物理研究所研究員和粒子天體物理重點實驗室主任、中國科學院大學教授、國家天文台兼職研究員和空間科學部首席科學家、新疆天文台兼職研究員、國防科技大學兼職教授。入選國家基金委傑青、教育部長江特聘教授、國家「千人計劃」。獲得趙九章優秀中青年科學獎、義大利Ferrara大學「哥白尼科學家獎」。研究領域為黑洞、中子星、宇宙學和空間天文。

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