暗能量竟能决定宇宙是否终结？

睿智奔腾小马

暗能量或许是宇宙中最神秘的东西，但它依然占据了可观测宇宙的73%。更重要的是，暗能量的数量似乎还在持续增加……并且可能最终撕裂整个宇宙。

就本文而言，我们将像天体物理学家所做的一样把暗能量作为目前对宇宙某些特征的最佳解释，尽管如此，它依旧没能被很好的理解。关于暗能量到底是什么（就像任何人都能说的那样）以及为什么科学研究需要它的问题，让我来给大家介绍戴夫.戈德伯格的入门教材。

图解: 星系附近的Ia型超新星（左下角的亮点）

我们将研究的问题是暗能量对宇宙的未来意味着什么。有一件事我们需要知道的是它在宇宙中有一个恒定的密度。但是由于宇宙是在膨胀的，这就意味着暗能量的数量必须以某种方式跟着增加以维持它在宇宙中的存在。事实上，由于膨胀的宇宙中有很大一部分是空的，这意味着暗能量在宇宙中所占的比例（这是一个术语）将会增加，而且暗能量所占的比例已经相当大了。

这个简单的解释是暗能量宇宙中空间时间本身的某种特征，所以它随着宇宙的扩大而扩大。也就是意味着暗能量的能量，是一个不太恰当的名称。但我们现在最担心的是，如果这是真的，我们就能说暗能量连接的是负压，也就是说它起着排斥力的作用推动宇宙膨胀。

在这个概念中，暗能量基本上只是“拥有空间的成本”，意思是任何给定的空间成本需要一定一定数量的暗能量存在（我知道这么说可能很含糊，但仍然有很多我们不太清楚的地方）。据宇宙学家所知，暗能量的命运和暗能量的压力是a1:1的比率，或者说暗能量的比率是负的a1：-1。这被称为是暗能量的状态方程，因此普遍接受的值为-1。

这就是问题的所在，在未来的宇宙膨胀中会一直保持-1这个比率吗？至少现在，我们都不能确定，但我们确实知道如果它真的改变了会发生什么。如果暗能量的密度随时间减小，那么扩张的速度将会减慢，如果能量减到了1/3，那么扩张就会完全停止。这很有可能会造成大的危机，在危机中我们能看到的是“大爆炸”。这曾是天体物理学家普遍认同对宇宙终结的设想，但只有在暗能量的密度降低时才有可能实现。

但是如果暗能量的密度增加了呢？照目前的情况看，宇宙只会永远的膨胀下去。那么还会有比这更极端的命运吗？那你最好保持相信的态度过比率降至更低到-2或-3，暗能量的密度将在有限的时间内变得无穷大。

这是什么意思呢？其实我们只需要记住，可观测的宇宙只是更大的宇宙中的任何一个。光到达地球的时间已经够长的了，而宇宙膨胀则意味着宇宙中某些部分已经永远的在我们的视线之外移动了。现在想一下所有的东西都被这个膨胀拉得如此远，以至于宇宙中每个单独的空间都并不比星系、太阳系、我们的星球或你周围的房间甚至是单个原子大。

这就是无限大密度的含义，它将导致所谓的大撕裂。如果这个比率降到仅有-1.5，那么宇宙将会在未来的220亿年里遭受这样的命运。

这并不是一个令人愉快的想法，但是这整一过程的微型模型可能对最终宇宙结构有极大的好处。如果暗能量的密度和压力的比率在宇宙中一直可变，那么宇宙可能会经历被撕裂成小块，但是只有一部分宇宙会发生。这实际上是在重启宇宙的“熵”，就像重启宇宙一样，被分裂的物质可以重新开始形成恒星和星系的过程。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. gizmodo-Alasdair Wilkins- doctor.261

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原文地址：今日头条

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