宇宙会在一声巨响或坍塌中结束吗？近日，科学家们给出了第三种选择：也许宇宙永远不会结束。
在一项试图定义暗能量本质的研究中，科学家们发现宇宙膨胀并不总是确定的。相反，暗能量可能会周期性地“开关”，有时会使宇宙膨胀，有时会使它收缩，直到条件成熟，发生新的大爆炸，并孕育出一个新的宇宙。
加速膨胀的宇宙
我们的宇宙目前正在经历一个失控膨胀的阶段：随着时间的推移，宇宙正在以越来越快的速度变大。科学家们无法解释这种加速的原因，于是他们引入了暗能量的概念。如果这种加速持续下去，我们的宇宙最终将膨胀到无法形成物质和辐射的程度。
这不会是第一个失控增长的时期，在大爆炸早期，能量和密度极其巨大，科学家们同样无法解释，于是他们预测了奇点——一个数学无法解析的无限密度点。在那之后，宇宙经历了一段令人难以置信的快速膨胀时期。
天文学家长期以来一直想知道这两个加速膨胀的阶段是否相互联系，以及能否将奇点从现有理论中刨除。
无限循环
为了回答这个问题，这项新研究建立了一个暗能量始终发挥作用的宇宙模型。以前的研究模拟了暗能量在不同时间点“开关”以推动宇宙扩张，但新的研究提出了一个更为现实的模型，包含了物质和辐射。
研究团队想知道暗能量是否可以避过奇点，推动膨胀并加速晚期宇宙。为了避免初始奇点，宇宙不能从无限密度的点开始，相反，我们生活的宇宙必须处于一个无限重复的“大弹跳”中。
在这种情况下，暗能量驱动宇宙直到达到一定的大小，但随后，暗能量会转变自身，迫使宇宙收缩，宇宙随后经历一次大坍缩，但就在接近无限密度的状态之前，暗能量再次掉头，驱动一个极快速的膨胀时期，并重新开始这个循环。
一个精密调节的机制
研究人员发现了一个暗能量的模型，可以完成三次循环模拟。至关重要的是，在极早期的宇宙中不能存在物质和辐射，否则它们会破坏膨胀。相反，在膨胀之后，一部分暗能量衰变后，物质和辐射才出现，涌入了宇宙，形成了光和物质。
尽管模型看似很成功，但研究人员无法找到更为通用的暗能量模型，能够始终导致相同的结果。相反，为了获得完全正确的结果，他们不得不人为地将当今加速膨胀的值设为量子力学预测的较小值。
虽然不完美，但这项新的研究指向了一个充满希望的方向。人类不一定注定要生活在一个冷漠而空虚的宇宙中，因为在遥远的未来，暗能量可能会表现出不同的行为。
联系客服
