物理学家预测：约200亿年后宇宙将以“大坍缩”终结

IT之家10月27日消息，康奈尔大学一位物理学家借助最新暗能量数据计算发现，宇宙可能有330亿年寿命，目前处于寿命中点附近。研究显示，宇宙会继续膨胀约110亿年，之后开始收缩，最终在“大坍缩”（Big Crunch）中塌缩成单一奇点。

该研究由文理学院荣休物理学教授、霍勒斯・怀特讲席教授泰亨利（Henry Tye）主导。他更新包含“宇宙学常数”（cosmological constant）的理论模型后得出此结论。这一概念由阿尔伯特・爱因斯坦在一个多世纪前提出，如今被现代宇宙学家广泛用于描述宇宙膨胀行为。

泰亨利表示：“过去20年，人们认为宇宙学常数为正，宇宙会永远膨胀。但新观测数据显示，它可能为负，意味着宇宙终将‘大坍缩’。”

该研究近期发表于《宇宙学与粒子天体物理学杂志》（Journal of Cosmology and Astroparticle Physics）。

预测宇宙的命运

据IT之家了解，当前宇宙约138亿年，还在膨胀。泰亨利指出，宇宙命运取决于宇宙学常数符号：为正，宇宙无限膨胀；为负，宇宙达最大体积后收缩坍塌。他的计算支持后者，即宇宙未来会收缩至零体积，时空终结。

这是泰亨利基于新模型的结论。他写道：“‘大坍缩’定义了宇宙终点。”模型推算，该事件约200亿年后发生。

来自暗能量观测的新数据

今年，南半球智利的“暗能量巡天项目”（Dark Energy Survey, DES）和北半球亚利桑那州的“暗能量光谱仪”（Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI）发布报告。泰亨利称，两个天文台观测结果一致。它们旨在检验占宇宙总质量 - 能量68%的暗能量是否源于纯粹宇宙学常数。结果显示，宇宙不仅受恒定宇宙学常数驱动，暗能量还有复杂动态行为。

泰亨利及其合作者提出假想的极低质量粒子模型：该粒子早期像宇宙学常数，现在不是。此模型拟合观测数据，还让宇宙学常数为负。

泰亨利说：“此前有人指出宇宙学常数为负时宇宙会坍缩，不新鲜。但我们的模型明确了坍缩时间和方式。”

观测进展与宇宙学的未来

泰亨利强调，更多观测数据在获取。全球数百科学家通过观测星系及其间距测量暗能量，完善理论模型。DESI项目还将运行一年，兹威基瞬变设施、欧几里得太空望远镜、SPHEREx任务、薇拉・鲁宾天文台等新一代观测设备正在或即将开展观测。

泰亨利认为，能定量估算宇宙寿命是进展。他说：“了解生命起止是理解生命的关键，宇宙也如此。上世纪60年代确认宇宙有开端，接着问题是有无终点。多年来很多人认为宇宙永恒，现在若数据可靠，宇宙会终结，这是重大认知突破。”

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