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编译：DAIKIN

校译：姜力萌

编排：刘斯媛

后台：朱宸宇

想象一下未来，宇宙很快（在大尺度概念上）就将四分五裂。最终，时空被撕裂成“碎片”，宇宙将再无人类的生存空间。

在这场大撕裂中，首先遭殃的是星系团，星系之间彼此远离，然后消解。接着轮到恒星系统和行星，再到原子粒子本身。直至最终，时空被撕裂。

这样的未来可能真的会发生，这样的预测被称为“大撕裂”。听上去令人无法想象的可怕，但真正可怕的是，一些证据似乎直接指向这种命运的必然？

宇宙会以“大撕裂”结束吗？这取决于幻能量。

（图源：Getty Images/Mark Garlick/Science Photo Library）

幻能量

二十多年前，天文学家发现暗能量—用以解释宇宙的明显加速膨胀。暗能量非常神秘，我们目前仍然不知道它的成因，或者它会导致什么。但理论学家通过研究仍然做出了大胆的猜测。

以最简单的可能性来考虑，暗能量可能就是所谓的宇宙常数。在下面这张图片中，暗能量是一种渗透到所有空间和时间的物质。暗能量无处不在，包括你现在所在的房间。这种暗能量是完全恒定的，无论在空间还是时间上都是完全相同的。这种物质会导致宇宙加速膨胀，但除此之外，它永远不会改变。

宇宙中散布的暗物质的想象图。（图源：Getty images）

另一种可能性是，暗能量背后的“物质”可以给自己叠buff，从而随着时间的推移而不断增强。这种情况被称为幻暗能量（或简称幻能量）。在这种情况下，（宇宙膨胀的）加速度会随着时间的推移而增大。

机械中的幽灵？

讽刺的是，加速度的增大将使可观测的宇宙变得更小。因为任意两点之间的速度都会不断增长，甚至超过光速。在这种情况下，星系之间因为膨胀互相远去的速度极快，导致它们永远不会再见面。这将使我们所能看到的可观察极限随着时间以不受控制的方式缩小。

如果两点之间以比光速更快的速度被撕裂，它们将没有任何物理力相互作用。恒定的暗能量会留下已经完整存在的物体，比如星系团，而幻能量则会将它们撕裂。在有限的时间内，即数十亿年之后，星系团将会被撕裂，从而产生越来越小的物体。即使是原子能（核结合能）也无法抵挡这种撕裂。

最终，空间本身将在一场“大撕裂”事件中消失。任何两点，无论多近，都会被撕扯到无限远的距离。时空结构本身，也就是我们宇宙运转的因果基础，也将不复存在，宇宙就此崩溃。

然而，幸运的是，大多数物理学家并不相信这种情况真的会发生。首先，目前尚不清楚这种撕裂过程如何与其他物理定律相互作用。例如，夸克无法被撕裂——这个过程中需要的巨大的能量足以让新的夸克从真空中诞生。因此，分裂夸克可能会导致其他有趣的相互作用发生。

此外，幻能量的表现也不符合物理学常理。为了实现“大撕裂”，幻能量物质必须具有负的动能。但负动能通常不会在宇宙中发生——例如一个自然滚动上坡的球——所以这样的例外显然不在现有物理学既定理解的范畴内。

大撕裂的证据

几十年来，天文学家一直试图通过状态方程（P=wρc²）的参数来测量暗能量的强度——该参数能够测量暗能量物质的压力与其能量密度的比率。如果暗能量的密度恒定，一个宇宙常数（理论参数）应该等于负1，而幻能量场景就对应着任何该参数小于-1的情况。

到目前为止，所有天文勘测数据都与一个宇宙常数（状态方程参数为-1）非常接近。但奇怪的是，年复一年，这些测量数值都略小于-1。所有这些测量结果都具有不确定性，但有趣的是，数据结果似乎或能佐证幻能量宇宙的推测。

一些物理学家认为，进一步的证据将使我们摆脱幻宇宙，坚定地进入符合常理的宇宙常数安全区中。然而，其他人则认为这表明宇宙中有一些我们即将迎来的新发现。也许现有的物理规律允许某种物理组合产生幻能量的外观（例如，如果你踢球踢得足够用力，它可能会滚上坡），或者也许有一些全新的物理学使得现在看起来不可能的现象变得可能。

但即使我们证实了幻能量的存在，宇宙也不会很快就被撕裂。根据已知的测量限制，大撕裂在数千亿年内不会发生，所以这可能是一个不劳人类费心的“全剧终”方式。

责任编辑：DAIKIN

『天文湿刻』牧夫出品

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图片来源 NASA

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宇宙大撕裂到来，我们如何阻止？