宇宙的最終命運可能迎來一場壯麗的終結——根據康奈爾大學物理學家泰亨利團隊的最新研究,在約200億年后,宇宙或將經歷一場“大坍縮”,收縮至一個無限小的奇點。這項發表于《宇宙學與粒子天體物理學雜志》的研究指出,基于暗能量觀測數據的理論模型更新,宇宙學常數可能呈現負值,從而顛覆了“宇宙將永遠膨脹”的傳統認知。
主導研究的泰亨利教授解釋,宇宙的未來走向取決于宇宙學常數的符號。若為正值,宇宙將無限膨脹;若為負值,宇宙將在膨脹至最大體積后開始收縮,最終完全坍塌。他強調:“過去20年,學界普遍認為宇宙學常數為正,但新觀測數據表明其可能為負,這意味著宇宙將走向終結。”
這一結論源于對暗能量行為的重新分析。今年春季,南半球的“暗能量巡天項目”(DES)與北半球的“暗能量光譜儀”(DESI)發布了觀測報告,揭示暗能量可能并非簡單的宇宙學常數,而是存在更復雜的動態變化。泰亨利團隊據此提出一種極低質量粒子模型:該粒子在宇宙早期表現為宇宙學常數,但如今已失去這一特性。這一模型不僅擬合了現有數據,還將宇宙學常數推入負值區域。
當前宇宙年齡約為138億年,仍處于膨脹階段。根據泰亨利的計算,宇宙將在未來110億年內持續膨脹,隨后進入收縮期,最終在約200億年后坍縮為奇點。他指出:“‘大坍縮’將定義宇宙的終點,標志著時空本身的徹底終結。”
暗能量觀測的突破性進展為這一研究提供了關鍵支持。DES與DESI的觀測結果高度一致,均指向暗能量可能存在動態行為,而非恒定的宇宙學常數。泰亨利團隊通過模型假設,將暗能量的復雜表現與負值宇宙學常數聯系起來,為預測宇宙命運提供了新的理論框架。
目前,全球數百名科學家正通過觀測數百萬個星系及其間距,進一步測量暗能量。DESI項目將持續運行一年,而“茲威基瞬變設施”“歐幾里得太空望遠鏡”“SPHEREx任務”及“薇拉·魯賓天文臺”等新一代觀測設備也已投入或即將啟動觀測。泰亨利表示,更多數據將幫助完善理論模型,驗證宇宙學常數是否確實為負。
對于宇宙學而言,定量估算宇宙壽命是一項重要進展。泰亨利比喻道:“理解生命的起點與終點,是理解生命本身的關鍵;對于宇宙而言,確認其存在終點同樣意義深遠。”上世紀60年代,學界確認了宇宙的開端;如今,若新數據經得起檢驗,宇宙的終結將成為另一項認知突破。











