若暗能量是第五元素,當前宇宙最快 1 億年後就會開始收縮

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 04 日 12:05 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


為了解釋宇宙加速膨脹,宇宙學家曾提出「暗能量屬於第五元素」理論,這種物質與引力相抗衡甚至超越,所以能將物體推得更遠而不是拉近,導致宇宙加速膨脹。現在根據新模型,科學家發現這股排斥力可能正在減弱,最快 1 億年內宇宙就會完全停止膨脹並開始進入收縮時期。

當前模型表明宇宙自大爆炸以來便不斷在加速膨脹,所有星系都正遠離我們而去,愛因斯坦老早就預測這種情況,提出將宇宙中一切物體推開的力量是稱為暗能量的物質,還指出這種力量恆定不變,即暗能量是一個宇宙常數,會導致宇宙一直膨脹下去。

不過也有科學家對此持相反意見,認為暗能量雖然確實存在,但也許不是一個常數,終有一天宇宙膨脹會變慢、停止,甚至開始逆轉收縮,直到壓縮成單一體,該理論將暗能量描述為具有第五元素(quintessence)的純量場。

最近來自普林斯頓大學與紐約大學等 3 名天體物理學家,在收集當前已知證據後發現,該理論與提出暗能量為常數的理論其實一樣能站穩腳跟。

研究人員想知道若暗能量具有第五元素,則宇宙需要多長時間才能減速、停止、收縮並最終壓縮成一點,將真實數據輸入並建立新宇宙模型後,結果表明第五元素理論若正確,則宇宙可能已開始減緩加速膨脹。

約 6,500 萬年後,宇宙膨脹就會進入停止狀態,且最快 1 億年後開始收縮。數十億年後,當前宇宙被壓縮成點──也許引發另一場大爆炸邁向死亡,也可能引發「反彈」邁向重生,從舊宇宙灰燼中浴火重生出新的宇宙。

如果這樣,則當前宇宙可能只是無限宇宙中最新的一個,一切取決於暗能量多變本質。可惜該模型僅依賴過去人類對宇宙膨脹的觀察數據,加上暗能量仍相當神秘未知,無法檢驗這項理論,所以也無法證明對錯。

無論等著當前宇宙的未來是無窮增長還是快速衰退,只有時間能證明一切,而我們早已消散在時間洪流之中。新論文發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

(首圖來源:pixabay