宇宙是什么

11. 多样的宇宙未来假说

  那么，以宇宙正在加速膨胀为前提的话，宇宙的未来又会如何呢？宇宙会不断膨胀下去吗？

  宇宙未来的情况，会根据暗能量的增长程度而出现不同的结局。观测暗能量的变化也是我们IPMU的工作计划之一。

  如果暗能量继续增多，那么宇宙的膨胀就会不断加速，最终宇宙的膨胀速度将达到无穷大。这到底意味着什么呢？我其实也不是很清楚，只能认为那是“宇宙的终结”。

  当宇宙的膨胀速度达到无穷大时，会发生称为“大撕裂”（Big Rip）的现象。无穷大的膨胀导致宇宙发生撕裂时，星系和恒星将先被撕裂成分子和原子，分子和原子最终也会被进一步撕裂。零散的基本粒子会稀疏地散布在无穷大的宇宙中，宇宙最终会变为接近“空荡荡”的状态。虽然这种情况下也可以说宇宙还“存在”，但不得不说这也是宇宙的“终结”。

  对“大撕裂”之后的宇宙，我们无论如何思考都无从知晓其情况了。总之，我们所知的宇宙就此终结，就算之后仍然存在宇宙，我们也无法用现在的物理法则去理解它了。

  不过，这个宇宙的结局过于奇特，很多研究者都对此发表了不同观点。与暗物质的情况一样，宇宙的结局也是处于“众说纷纭”的阶段。

  例如，有的人大胆地提出了“爱因斯坦的引力理论根本就不对”的观点，并认为宇宙的加速可能迟早会停止。

  IPMU的西蒙·海勒曼则提出了一种新观点。他认为宇宙空间迟早会出现“气泡”。如果宇宙像这样加速膨胀下去，在某个阶段宇宙空间中就会产生气泡，而气泡内部将转为减速膨胀。宇宙空间中会不断产生这种气泡，最后所有气泡会连接在一起，宇宙整体也将变为减速膨胀。我认为这确实是非常独特的想法。

  当然，我们不知道哪种观点是正确的。无论是“大撕裂”，还是“爱因斯坦错了”，抑或是“宇宙产生气泡”，如果得不到证实，任何观点都只能一直是假说。

  为了调查暗能量的增加情况，一项使用位于夏威夷的昴星团望远镜的观测计划，正在推进之中。

  前文曾介绍过暗物质的“地图”，目前我们只能绘制二维的暗物质地图。虽然我们也尝试过绘制三维地图，但由于视场狭小所以无法看见其结构。当我们用更大的视场完成暗物质的三维地图时，我们就能了解宇宙的结构了。届时，我们不仅能看到宇宙现在的结构，还能用巨型望远镜观看到远处“年轻宇宙”的结构。通过比较远处宇宙与近处宇宙的结构，我们就能够了解宇宙结构的历史变化。

图5-4 哈勃空间望远镜的超大视场照相机

  当然，宇宙结构变化的历史，也包含了整个宇宙膨胀的历史。分析这部分历史，我们或许能得知暗能量的增长方式。目前，该计划还处于设计观测所需的新型分光器的阶段。如果该计划进展顺利，那么我们就能精准地测定暗能量的性质。如此一来，我们也将得知宇宙的未来会如何。