2020 年 3 月 26 日
一些天文愛好者有時候問筆者，我們的宇宙未來命運如何?
據科學家推測，在暗能量作用下，宇宙未來也許有三種命運走向，即宇宙的密度隨著時間推移可能會降低，或維持不變，或者增加;即宇宙未來命運取決於暗能量的密度和性質，其最終的命運可能朝著大約三個方向演化。
(1)我們的宇宙繼續無限期膨脹，膨脹的恰好比較合適，趨於穩定，科學家叫做臨界的膨脹。當然，也有可能我們的宇宙繼續加速膨脹，空間擴張的越來越快，星系和星系之間的分離速度越來越快，以至於最後人們看不到宇宙中別的星系。
(2)我們的宇宙將來的膨脹會停止，結果宇宙會塌縮，會重新回到一個起點;這與“宇宙大爆炸”相反，即宇宙“大坍縮、大擠壓”。
(3)可能膨脹總是不斷地加速，結果是“大撕裂”(Big Rip)，即宇宙尺度在有限的時間內膨脹至無限大，物質連接物、原子、分子甚至亞原子粒子都將被撕裂。有研究者認為，“大撕裂”情形可能在未來宇宙年齡220億年內發生。大撕裂的意思是說不僅星系和星系之間的距離會變得越來越遠，星系裡面的每個天體之間的距離也會變得越來越遠，星系會被裂掉。甚至於組成我們身體的原子都會被撕裂開，當然，這是一種非常不好的結局。
三種宇宙終結理論都有自己的道理和邏輯，當前還沒有一個人能夠給出確切答案，事實上，由於人們目前對暗能量的性質尚缺乏深入透徹的瞭解，還難以對宇宙的命運做出科學的預言。隨著基礎物理學研究的深入，科學家將進一步瞭解宇宙的終極命運。
我們的宇宙最終命運目前的確還無法確定，部分原因是我們還不能判斷膨脹和引力這兩者誰會取得最後的勝利。大多數天文學觀測的結果支持前者，但是目前仍然存在著許多不確定的因素。其中之一是令人大傷腦筋的“暗物質”問題。天文學家在宇宙中觀測到了一個奇特而反常的現象——星系和星系團的運動，大大超出了它們的質量所能夠承受的限度。通過對星系運動方式的研究表明，星系中蘊藏著大量的非星系內部引力。天文學家無法合理地解釋這一現象，除非有一種看不見摸不著的物質存在。這些物質擁有巨大的質量，它只產生引力，和普通物質共同維持著宇宙的“反常”運行。這就是天文學家、天體物理學家所說的“暗物質”。
研究表明，我們能夠看到的恆星和星雲僅佔宇宙物質總量的大約4%。其餘的物質是不可見的，即這些物質並不發光。目前還沒有人知道這些暗物質究竟是什麼東西。近年來，越來越多的觀測結果，都指向暗物質的存在。但人們只有它存在的間接證據，只能通過它產生的引力對宇宙結構的影響，以其對宇宙微波背景的影響，來感知它的存在。要確認暗物質的存在，仍然需要直接的證據。
雖說Ia型超新星的觀測揭示了宇宙在加速膨脹，但科學家對於我們的宇宙在很大程度上依然充滿未知數。實際上，人們對暗能量這種新類型物質的探索才剛剛開始。其多種研究理論僅僅是一些猜測和設想，均未形成一個基本合理的解釋。
科學家們還在醞釀發射新的宇宙探測衛星，對於宇宙大尺度空間進行更多更精確更系統的觀測，進一步研究宇宙加速膨脹的規律，以確定暗能量的形式和物理特徵，摸索不同的暗能量形式將導致非常不同的宇宙膨脹的規律。還有解決這一問題也需要拓展新的物理學理論。總之，破解暗能量、暗物質之謎，對於整個宇宙學乃至物理學而言，無疑將是一場重大的科學革命。
筆者寫到這裡，暫告一段落。隨著探測手段的不斷創新，新的發現將層出不窮。作者似乎感覺到，當本書出版的時候，宇宙學很可能又有了新的發現。作者謹以科學大師愛因斯坦曾寫給一個對世界的命運感到擔憂的孩子的信來收尾吧。愛因斯坦在信中這樣寫道
:“至於談到世界末日的問題，我的意見是:等著瞧吧!”本文選自《宇宙的探索》
《宇宙的探索》
出版社: 科學普及出版社
出版時間: 2018年6月
李良
北京大學地球物理系空間物理專業畢業。北京天文館《天文愛好者》雜誌社副編審。中國科普作家協會會員。曾任中國空間科學學會科普與教育委員。在報刊雜誌發表科普文章200多篇，已創作出版科普書籍16種。曾與歐陽自遠院士合著科普書《恐龍絕滅之謎》（1996年出版）。已出版的著作有《太陽與地球》、《宇宙的追問》、《探索宇宙奧秘》、《星座趣談》、《太空奇觀》、《星空探索》等。曾多次應邀在大中小學、電臺、電視臺等處進行科普講座。
內容簡介
探索未知世界是人類的天性，自古以來，正是在強烈的好奇心驅使下，人類不斷加快探索宇宙的步伐，不斷地取得新的成就。科技常創新，國力大發展。當人們不再為吃飯穿衣等基本需求發愁時，科學無疑將成為日常生活的重要組成部分。深入探究宇宙的結構，研究各種天體是如何起源、如何演化的，以及我們的宇宙未來向何處演化；這些問題看似與日常生活無用，實則關係著地球人的命運。探索宇宙時常面臨著各種觀測技術的挑戰，在攻克這些困難的過程中，必將顯著地提升人類的能力，併為實現在宇宙中的可持續發展提供技術基礎。“宇宙演化”這一基礎科學問題，已經正式寫入我國的“十三五”規劃。這一方面說明國家對天文科學的高度重視，另一方面也是我國科學傳播事業發展的結果。作為科普工作者，理應積極宣傳天文知識和宇宙新發現，激發廣大青少年以及各界公眾對科學的熱情、對星空和宇宙奧秘的好奇心，這將大大提升國人對科學的愛好和興趣。當科學精神和科學方法在廣泛的領域得到廣大公眾的真心認可和貫徹實施，必將影響人們生活的各個方面，包括髮揮巨大的經濟價值和社會價值，使我國的經濟發展和自然環境協調統一，使社會更加理性、和諧、文明。
閱讀更多 中國科學技術出版社 的文章
