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大家好，我是魅力科學君，今天我們要聊的話題是：根據一項近日發表在預印本服務器（arXiv）上的新研究，宇宙未來或將發生顛覆性改變。下面我們就來看看這具體是怎么回事。 在宏觀層面上，宇宙中存在著兩種力量的較量，其中的一方是引力，另一方則是暗能量（Dark Energy）。
關于引力，相信大家都不陌生，畢竟我們每時每刻都在感受到地球的引力，實際上，在宇宙的宏觀層面，引力也發揮著極為重要的作用，從宇宙誕生開始，引力就一直在試圖把宇宙中的所有具有質量的物質都聚集起來，從而形成了各種天體、星系，乃至更大尺度的宇宙結構。 而暗能量所起的作用卻與引力完全相反，科學家通過觀測發現，宇宙自從誕生就一直在膨脹，直到現在也沒有改變，并且其膨脹速度還在加快，而這樣的現象正是暗能量在背后推動的結果。 也就是說，引力試圖讓宇宙收縮，而暗能量卻在不斷推動宇宙膨脹，這兩種截然相反的力量，構成了一場貫穿宇宙歷史的較量，而在過去的日子，暗能量占據了“主導優勢”。
那么，在未來的日子里，引力和暗能量之間的較量又會如何呢？這是現代宇宙學最深奧、最令人著迷的謎題之一，實際上，這也是此次研究的主要內容。 在研究工作中，科學家對來自“暗能量光譜儀器”（DESI）的海量數據進行了深入分析，并將其與此前獲得的多項宇宙觀測數據（例如Ia型超新星的亮度距離測量、宇宙微波背景輻射、遙遠星系光線被引力透鏡效應彎曲的現象等）進行了綜合比對與聯合建模。
（↑“暗能量光譜儀器”架設在美國亞利桑那州的一臺天文望遠鏡上，旨在通過測量星系的紅移揭示暗能量本質及宇宙加速膨脹現象） 研究結果表明，在過去的日子里，暗能量似乎并不是恒定不變的——在與引力的較量之中，它似乎在變弱。科學家指出，這樣的結果與一個被稱為“軸子暗能量”（axion Dark Energy, 簡稱aDE）的宇宙模型相符。 簡單來講，軸子（Axion）是一種理論上存在的、極其輕的亞原子粒子，在這個模型里，暗能量被看作是由這些超輕軸子構成的能量場，這種場的能量會隨著宇宙的演化而緩慢衰減。
根據該模型的理論推演，如果暗能量的強度會隨著時間逐漸減弱，那么在未來的宇宙演化中，引力與暗能量之間的力量對比將發生變化，隨著暗能量的壓制力逐步減弱，其對引力的“主導優勢”將不斷縮小，宇宙膨脹的加速度也將隨之減緩。 而當暗能量減弱到無法壓制引力的時候，宇宙就將會發生顛覆性改變，即：在引力的作用下，宇宙將從原本的膨脹狀態改變為收縮狀態。具體是什么時候呢？在此次研究中，科學家以模型的最佳擬合值作為基準，算出了具體發生時間為：大約70億年后。
根據科學家的計算，在大約70億年后的某一時刻，暗能量的強度將減弱到與引力相等的程度，屆時宇宙的膨脹將完全停止，而在那一刻之后，宇宙就將開始從膨脹改變成收縮。 一旦收縮開始，一切都將像現在宇宙的“倒帶”，星系將不再是相互遠離，而是會加速沖向彼此，而隨著這個過程的持續，宇宙的密度和溫度會不斷升高，直到大約200億年之后，所有的一切都將被引力無限地“擠壓”，屆時的宇宙將重新回到其誕生之初的“奇點”狀態。 實際上，這就是所謂的“大擠壓”（Big Crunch）。值得一提的是，有理論認為，“大擠壓”可能并不是宇宙的最終結局，它也可能是“宇宙循環”中的一環：或許在“大擠壓”之后，宇宙又會發生一次“大爆炸”（Big Bang），進而開啟下一輪宇宙的生命周期。
就目前的情況來看，這只能算是一種推測，而不是確定的結論。科學家也表示，此次研究的統計顯著性還需要進一步提高，相信在未來的研究中，隨著“暗能量光譜儀器”收集到更多的數據，以及其他新的宇宙學巡天項目的加入，我們將能夠更清晰地看到宇宙的未來。 參考資料：The Lifespan of our Universe，doi.org/10.48550/arXiv.2506.24011 |
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