新研究:宇宙膨脹或很快結束并開始收縮

以往的觀測數據顯示宇宙不僅在膨脹,而且在加速膨脹,這使得很多科學家認為宇宙這個狀態會持續很長的時間。可是一些科學家意識到,也許情況不是這樣,宇宙的膨脹階段很快就要到盡頭了,甚至要開始收縮。

宇宙自大爆炸以來不斷膨脹的示意圖。(Shutterstock)

當然,這個「很快」是宇宙時間尺度上的概念,這份新研究的計算顯示, 宇宙將在1億年后停止膨脹。這相對于宇宙的年齡來說,的確是不遠的將來。

大爆炸理論是現在最主流的天文學理論,描述了宇宙誕生的情況。這個理論對于宇宙將來怎麼發展、怎樣結束也有一些猜測,但是比宇宙誕生的部分粗糙得多。

這個理論稱,大爆炸之后,在暗能量的作用下,宇宙一直處于加速膨脹的狀態。對于未來,大致有三種模型。

一種模型認為宇宙將一直加速膨脹;第二種模型認為會在將來某個不確定的時間點開始減慢膨脹的速度,這很可能在很久以后。這份研究鉆研的是第三種模型,認為宇宙膨脹的加速度已經在減小

這份研究把宇宙膨脹的過程比作一輛從交通燈起步的汽車,司機一腳深踩油門,但是后來在某個時候放松了一些。這導致宇宙在一開始膨脹速度是最快的,但是后期加速度逐漸變小。

在這個情形下,最終宇宙膨脹的加速度將會消失,到了某個時間點,宇宙的膨脹趨于穩定,再后來它膨脹速度開始減慢,最終將停止膨脹,并開始收縮。

這個理論以前有人提出過。這份研究者的主要作者保羅·斯坦哈特(Paul Steinhardt)就是支持這種理論的活躍學者之一。他的這份新研究在此基礎上進行了計算,提出了膨脹加速度停止和開始收縮的兩個時間點,發現原來宇宙「很快」就要停止膨脹了。

這個名為暗能量驅動慢收縮CDM模型(QDSCCDM)的計算顯示,在不到1億年后,宇宙膨脹的加速度將消失——1億年還不到宇宙現在年齡的百分之一。之后,從這個階段再到開始收縮之間大約再花1億年的時間。

這份研究4月5日發表于美國國家科學院院刊(PNAS)。


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