新研究:宇宙膨胀或很快结束并开始收缩

世界之最 地理之最 2023-12-29 02:57:04
  新研究:宇宙膨胀或很快结束并开始收缩
  宇宙自大爆炸以来不断膨胀的示意图。(Shutterstock)
  以往的观测数据显示宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀,这使得很多科学家认为宇宙这个状态会持续很长的时间。可是一些科学家意识到,也许情况不是这样,宇宙的膨胀阶段很快就要到尽头了,甚至要开始收缩。
  当然,这个“很快”是宇宙时间尺度上的概念,这份新研究的计算显示,宇宙将在1亿年后停止膨胀。这相对于宇宙的年龄来说,的确是不远的将来。
  大爆炸理论是现在最主流的天文学理论,描述了宇宙诞生的情况。这个理论对于宇宙将来怎么发展、怎样结束也有一些猜测,但是比宇宙诞生的部分粗糙得多。                                   图片
  这个理论称,大爆炸之后,在暗能量的作用下,宇宙一直处于加速膨胀的状态。对于未来,大致有三种模型。
  一种模型认为宇宙将一直加速膨胀;第二种模型认为会在将来某个不确定的时间点开始减慢膨胀的速度,这很可能在很久以后。这份研究钻研的是第三种模型,认为宇宙膨胀的加速度已经在减小。
  这份研究把宇宙膨胀的过程比作一辆从交通灯起步的汽车,司机一脚深踩油门,但是后来在某个时候放松了一些。这导致宇宙在一开始膨胀速度是最快的,但是后期加速度逐渐变小。
  在这个情形下,最终宇宙膨胀的加速度将会消失,到了某个时间点,宇宙的膨胀趋于稳定,再后来它膨胀速度开始减慢,最终将停止膨胀,并开始收缩。
  这个理论以前有人提出过。这份研究者的主要作者保罗·斯坦哈特(Paul Steinhardt)就是支持这种理论的活跃学者之一。他的这份新研究在此基础上进行了计算,提出了膨胀加速度停止和开始收缩的两个时间点,发现原来宇宙“很快”就要停止膨胀了。图片
  这个名为暗能量驱动慢收缩CDM模型(QDSCCDM)的计算显示,在不到1亿年后,宇宙膨胀的加速度将消失——1亿年还不到宇宙现在年龄的百分之一。之后,从这个阶段再到开始收缩之间大约再花1亿年的时间。
  这份研究4月5日发表于美国国家科学院院刊(PNAS)。
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