緊縮，撕裂​​，凍結或腐爛-宇宙將如何結束？

目前，宇宙正在擴展。圖片來源：NASA / ESA

一切的盡頭（從天文來講） 凱蒂·麥克·斯克裡布納（2020）

科學家們知道世界將如何終結。太陽將耗盡燃料，進入紅色巨人階段。最終的榮耀爆發將擴大併吞噬最近的行星，使地球變成焦黑的，毫無生氣的巖石。我們的星球還剩五十億年。

理論天體物理學家凱蒂·麥克（Katie Mack）帶著這種冷酷的形象，在宇宙的盡頭開始了她的書，這是一個更加不確定的前景。宇宙學家通常向後看，因為他們可以用望遠鏡檢查的所有證據都不在話下，並且涉及很久以前發生的事情。利用遙遠的恆星和星系的運動來預測可能的未來涉及更多的猜測。在馬克手中，這種猜測使人著迷。她寫道，人類是「一種介於我們終極意義的意識和超越我們平凡生活的能力，進入虛無，解決宇宙最基本奧秘的能力之間的物種」。她是複雜物理學領域的才華橫溢的交流者，在這裡，人們對天文學的熱情和好奇心使她成為了受歡迎的演講者和Twitter代表。（關於與中心主題相關的新物理研究的一些書呆子笑話和令人信服的尾聲也是如此。）

馬克始於大爆炸。隨之而來的是通貨膨脹-一個快速擴張的時期。然後，形成了暗物質的結構，並組裝了恆星，行星，生命和星系的構造塊。目前，被認為是遍布宇宙的暗能量以某種方式抵消了引力，從而不斷推動膨脹。

宇宙的命運取決於這種擴張是繼續，加速還是逆轉。大危機

天體物理學家長期以來一直認為最有可能的結局是大爆炸（Big Bang）的逆轉。在我們這個宇宙鄰居之外，每個星系都在向我們遠離。明顯的擴張跡象。如果宇宙容納了足夠多的物質，包括暗物質，那麼萬有引力的結合將逐漸阻止這種膨脹，並最終導致坍塌。隨著時間的流逝，星系，然後是個別的恆星，將更頻繁地相互碰撞，殺死附近行星上的任何生命。在最後的時刻，隨著密度和溫度在不斷收縮的地獄中飆升，剩下的一切將在單一點處消失。

但是，黑暗的能量可能意味著另一端正在等待。宇宙演化的早期是由它所擁有的物質的數量決定的。在過去的數十億年中，暗能量開始佔主導地位，從而將宇宙推向了外部。歐洲航天局的普朗克望遠鏡和其他來源提供的最新數據與這種擴展永遠持續一致。麥克說，這種啟示被稱為「熱死或大凍結」，將「緩慢而痛苦」。她解釋說，用熱力學術語來說，宇宙將達到最低溫度和最大熵的狀態。隨著一切之間的距離越來越遠，死恆星的物質將散布開來，以至於新恆星無法形成，而它們所屬的星系將逐漸停止增長。這就像所有天文學活動的窒息一樣，因為生長和繁殖的燃料變得如此分散以至無法使用。這是「以日益增加的孤立性，不可阻擋的衰敗和無窮無盡的淡入黑暗為標誌的終結」。

麥克討論的第三個滅亡是大裂口。如果暗能量加速擴張的速度甚至超過了目前的預期，那麼這種情況就存在。最終，作為宇宙的氣球，引力將無法將銀河星團保持在一起。恆星將彼此分離，像我們這樣的太陽系將沒有力量保持在一起。其餘的恆星和行星將爆炸。最後，最後的原子將被撕開。

最新的測量結果指出了熱死，但大危機或大裂口仍處於不確定性之內。

馬克描述的最後的世界末日場景極不可能發生：真空衰減。由於與希格斯玻色子有關的領域的不穩定性，可能會形成「真正真空」的微小氣泡。例如，如果黑洞以錯誤的方式蒸發，可能會發生這種情況。這樣的氣泡會以光速膨脹，摧毀一切，直到消除宇宙。真空衰減可能已經在某個遙遠的地方開始了。我們不會看到它的到來。

不過不用擔心。正如馬克建議的那樣，無論看上去如何，至少在2000億年的時間裡結局都不會很快。