宇宙最终大撕裂或大坍缩（当宇宙大撕裂到来时）

现代宇宙学的一个基石是认识到我们的宇宙不仅在膨胀，而且还在加速膨胀。虽然造成这一现象的原因仍不清楚，但有一些理论可以解释这对所有事物的命运可能意味着什么，即宇宙的尽头究竟是什么。而且，根据一种理论，时间和空间的结构有一天可能会因此而被摧毁。今天我们要探讨的主题是：宇宙是在自我撕裂吗?

几千年来，宇宙一直被认为是静止不变的。当然，行星有围绕恒星运行的轨道，卫星也有绕行星运行的轨道，但也就到此为止了。人们相信，星系以及星系之间的距离永远不会改变，更广阔的宇宙自时间开始以来就保持不变。直到艾萨克·牛顿(Isaac Newton)阐述了他的万有引力定律，这一基本信念才真正受到质疑。根据牛顿的新自然定律，停滞不前的宇宙毫无意义。如果所有物体都有质量，就像牛顿证明的那样，那么质量的引力就应该导致宇宙自身坍缩。这显然没有发生，那么是什么阻止了重力发挥作用呢?

这一现象直到1929年才得到解释，当时著名的天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）通过研究遥远星系的红移，才发现宇宙中的一切实际上都在远离我们。这是有史以来的第一次，我们有证据表明宇宙在膨胀……这就提出了另一种新的理论，即从大爆炸之后，宇宙从一开始就是这样的形态。

然而，在这个阶段，我们对膨胀的加速一无所知，因此我们假设，宇宙内部的质量最终仍然会导致膨胀减速，甚至可能发生逆转。这种认为宇宙总有一天会收缩回到最终灭亡的观点被称为“大收缩理论”。直到1998年，所有已知的证据都表明，这种观点很可能是关于宇宙本质的真实观点。然后，两项独立的研究发现了现代物理学中最大的惊喜之一，超新星宇宙学项目和High-Z超新星搜索小组都负责观测来自Type One - A超新星的光，Type One - A超新星是特别发生在双星系统中的超新星，其中一颗恒星是白矮星。这两个项目都希望观测到超新星会以一个逐渐减少的速度远离我们，这意味着膨胀正在放缓。但他们实际发现的是速度在加快，从那时起我们就知道膨胀在加速。

这一时刻彻底改变了我们对宇宙运作方式的理解。这引发了更多的问题，最明显的是，为什么重力没有减缓膨胀?

物理学家得出结论，一定有某种未知的能量在积极地对它起作用。这种无法解释的力量现在被称为“暗能量”。虽然大多数关于暗能量的事情还不为人所知，但科学家们已经计算出，它肯定占宇宙物质能量组成的68%。相比之下，暗物质被认为占宇宙的27%，而所有可见物质，包括所有的恒星、行星和卫星，只占宇宙的5%。

除了暗能量的存在这一事实外，我们能说的关于暗能量的很少东西几乎都是理论上的。问题是，它只能间接观测到，这意味着我们只能检验它与引力和可见物质相互作用的方式，目前还没有一种物理方法可以直接检验它。然而，我们拥有的大多数证据表明，与物质和辐射等不同，暗能量在整个宇宙中是均匀的。当新的空间被创造出来时，它的密度不会发生巨大的变化。相反，它是空间本身固有的属性。

这种基本的理解使得物理学家们可以从理论上推断出宇宙的三种可能的命运。如果能量密度是常数，那么宇宙将继续以稳定增长的速度膨胀，最终形成所谓的“大冻结”。最终，宇宙间的距离会接近无穷大，只有相互之间有引力的物体才会以任何方式保持联系。新的恒星将不再形成，所有现有的恒星将开始消亡。根据斯蒂芬·霍金的辐射理论，数万亿年后，在它们也会消失之前，只有黑洞会继续存在。

“大冻结”之所以得名，是因为宇宙剩下的只有冰冷而空虚的空间。但如果暗能量的密度不是常数会怎样呢?科学家们不能排除暗能量的工作方式，以及它在宇宙中所占的比例可能会有细微的变化。事实上，早期的观察确实表明暗能量的强度可能会有轻微的增加或减少。如果它减少得足够少，那么我们就回到了大收缩的场景。在那里，物质回到了内部。但是，如果它的强度增加，那么据认为暗能量的力量将变得如此强大，以至于时空结构本身将受到威胁，甚至可能撕裂。

这就是大撕裂场景，这对所有人来说都可能是可怕的消息。在这种情况下，暗能量战胜了所有其它的自然力量，包括引力，整个星系群将在宇宙中被拉伸。在银河系中，我们首先会看到外臂上的恒星系统断裂，但没有什么是真正安全的。最终，大撕裂会到达我们的太阳系，在银河系的相对中心，把它拖进深渊，独自在宇宙中漂移。然后，即使是太阳系也会因为暗能量变得过于强大而破碎。行星会一个接一个地脱离它们的轨道，然后它们也会被奇异地摧毁。根据一些模型，暗能量的强度可以继续增长到无限的程度，因此行星、生物和植物都将被撕裂。然后原子本身会分裂成亚原子部分，亚原子部分最终会分解。

除了暗能量，宇宙将再次成为一片空白。只是，这一次，它将采取一种令人难以置信的暴力路径来实现这一点。不幸的是，由于暗能量的强度可能在增加或减少，科学家们还不能排除宇宙正在自我撕裂。许多人自信地声称，大撕裂正在发生，这是毫无疑问的。然而，幸运的是，根据目前的大多数预测，如果大撕裂真的要发生，那么至少在今后800亿年内不会发生，这几乎是地球存在时间的20倍。更令人欣慰的是，据认为，这种不可思议的现象要经过大约100亿年才会出现第一次轻微的影响。所以，请放心，你不会在今天、明天或下周被撕碎。虽然对你非常、非常、非常遥远的后代来说，这将是一个考验……但现在，你是绝对安全的！

当然，无论如何，宇宙的命运对科学来说仍然是一个持续的问题。而且，无论发生什么，我们越来越相信暗能量将扮演重要角色。幸运的是，未来几年将会有大量的新一代望远镜投入使用。当我们开始解开暗能量的秘密时，这可能会引发一个新的宇宙启蒙时代。第一个这样的望远镜——欧几里得（EUCLID），将会在2022年12月之前发射，它将能够以新的精度测量星系的红移，从而测量暗能量的密度，其精确度将达到一个新的水平。

尽管如此，如果宇宙真的在自我撕裂，那么我们可能永远无法阻止它的发生。不过，如果能知道未来会发生什么就好了，不是吗？这就是为什么宇宙可能会自我撕裂。你觉得呢？欢迎在留言区写下你的想法。我是科学拓荒者，如果你喜欢我的视频，别忘了点击关注按钮，同时长按点赞图标给个强烈推荐，谢谢！