宇宙將永遠膨脹下去還是最終塌陷成一個微小的點？根據一項重要的物理學理論，宇宙不可能無限膨脹下去。這一推測在物理學界掀起巨大波瀾。該研究指出暗能量隨時間發生改變，最終將讓宇宙塌陷成大爆炸之間的狀態。
大爆炸後宇宙迅速膨脹
根據科學家6月發表的一篇研究論文，宇宙不可能無限膨脹下去。這一推測在物理學界掀起巨大波瀾。維也納科技大學物理學家蒂姆·維拉瑟表示：“如果得到證實，這將是一項非常引人注目的發現，勢必引發激烈爭論。”現在，維拉瑟和他的同事發表了一篇論文，指出“最終塌陷論”存在的一個巨大漏洞。也就是說，當前尚無法排除宇宙永久膨脹的可能性。
暗物質藝術概念圖
我們的宇宙充斥著一種巨大且不可見的能量，與引力唱反調。物理學家將這種能量稱之為“暗能量”，據信就是宇宙不斷膨脹的原因所在。6月，一群物理學家在預印本平臺arXiv發表了一篇論文，稱暗物質會隨著時間推移發生改變。這意味著宇宙不會永遠膨脹下去，最終會塌陷成大爆炸前的狀態。
論文發表後，物理學家便指出了這一理論存在的問題。幾個獨立研究小組立即發表論文，建議修改這一假設。10月2日發表於《物理評論D》的一篇論文指出，這種推論並不成立，因為它無法解釋“上帝粒子”，也就是希格斯玻色子的存在。在法國-瑞士邊界的大型強子對撞機的幫助下，科學家發現了希格斯玻色子。不過，論文合著者維拉瑟也指出只要在理論上稍作調整，宇宙塌陷假設仍可成立。
大爆炸孕育了宇宙
弦理論有時也被稱之為“萬有理論”，是一項數學上非常優雅，但未經實驗驗證的理論框架。該理論旨在將愛因斯坦的廣義相對論與量子力學統一起來。弦理論認為構成宇宙的所有粒子並非一個個點，而是振動的一維弦。我們可以根據弦之間的差異，揭示觀測到的粒子究竟是光子還是電子。
為了讓弦理論能夠解釋宇宙，必須結合暗能量這個因素。維拉瑟稱我們可以將暗能量想象成一個球，存在於一個擁有山脈和峽谷的地帶。如果這個球待在山頂，只要稍加用力便能讓它滾下山。也就是說，它處於一種不穩定的狀態。如果這個球靜靜地呆在峽谷，它的能量很低，但處於穩定狀態，需要很大的力量才能將它推動。
星系團Abell 1689，以引力透鏡效應著稱。對這個星系團進行研究有助於科學家揭示暗能量如何塑造宇宙
長久以來，弦理論學家一直認為暗能量在宇宙中恆定不變。換句話說，暗能量處在山脈之間的峽谷，而不是從山頂滾落，因此不會隨著時間推移發生改變。6月公佈的研究指出，如果想要弦理論成立，這個地帶不能存在任何高出海平面的山脈或者峽谷。這裡的“海平面”是暗能量讓宇宙收縮或者膨脹的分界線。在這一假設中，我們的宇宙處在這個假想中的“海平面”之上。
維拉瑟指出這個地帶實際上是一個斜坡，暗能量球向下滾動。滾落過程中，這個球越變越小。球的直徑對應宇宙內暗能量的數量。在這個理論中，暗能量球最終滾落到海平面以下，開始讓宇宙收縮到大爆炸之前的狀態。
但該理論存在一個問題。維拉瑟說：“我們的研究表明一定存在這種不穩定的山頂。”這是因為希格斯玻色子的存在。科學家已通過實驗證明希格斯玻色子存在於這些山頂或者不穩定的宇宙，只要輕輕一碰就會發生改變。
電腦模擬圖，粒子對撞產生希格斯玻色子
哈佛大學弦理論學家卡姆朗·瓦法、6月論文的主執筆人卡朗·瓦法指出，如果宇宙處於不穩定狀態，最初的推測面臨挑戰。新論文和其它論文指出了這個問題。按照維拉瑟等人的研究，這一推論存在侷限性。一些科學家發表論文，建議修改這一推測。
維拉瑟指出即使在修改版的猜想中，我們也不會處在一個穩定的宇宙，宇宙的命運仍存變數。修改版稱山頂可以存在，但不能存在穩定的峽谷。暗能量球一定會滾動，也一定會隨著時間推移發生改變。
暗能量導致宇宙加速膨脹
如果這個猜想完全錯誤，暗能量保持穩定，我們處在兩山之間的峽谷，宇宙將一直膨脹下去。維拉瑟希望10到15年內，衛星能夠對宇宙的膨脹進行更精確觀測，幫助我們確定暗能量究竟是保持恆定還是發生改變。瓦法對此表示贊同。他說：“宇宙學研究有望在未來幾年迎來一個令人興奮的時代。我們可能發現宇宙內的暗能量發生改變的實驗證據。”
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