宇宙在加速膨胀的过程中

暗能量主导下宇宙的可能演化模式

　　腾讯科技讯（Everett/编译）据国外媒体报道，自哈勃发现红移效应后，宇宙正在不断膨胀的观点逐渐被科学家所认可，这种加速膨胀效应很大程度上主宰了当前人类对宇宙未来的认识。然而，宇宙在加速膨胀后将何去何从，这种加速度会不断增大还是会出现减少，是否有某种能量在制约着这种膨胀效应，如果宇宙无休止地加速膨胀下去，必然导致宇宙“大萧条”，也就是熵增，即无序度趋于极大值，整个宇宙将变成空荡荡的死寂。但是，目前最新的研究进一步指出：这种加速膨胀的速度可能会趋于一个极端，这种极端的后果将使得宇宙出现“大撕裂”。

　　宇宙以大撕裂作为最有的归宿，始作俑者将是目前科学界依然对其无解的暗能量。有研究表明：暗能量具有一种极端的特性，伴着工夫的推移，其密度伴着宇宙空间的膨胀而不断增大，导致宇宙膨胀的加速度也越来越大，这种机理有别于传统观点上认为：伴着宇宙空间的膨胀，宇宙中的物质也会变得稀疏。暗能量是却恰恰相反的，越是膨胀，其密度却越大。伴着宇宙的膨胀，这些暗能量也不断地“填充”宇宙空间，就像无中生有一样，而其如何出现、是通过何种机制来维持这个密度还是未解之谜。

　　从目前的研究观测进展来看，科学家估计暗能量已经占到全宇宙的73%，只要宇宙加速膨胀的进程连续下去，暗能量将越来越成为宇宙的主宰，其将主导宇宙演化的走向，并制约着宇宙中的一切。针对这个问题，科学家提出了一个解决方案：暗能量可能是宇宙时空结构的一种特别的属性。因此，伴着宇宙和时空的膨胀，暗能量的密度也伴着增加，但是总体上还能维持这个平衡。从这个角度出发，当然是个很理想的观点，因为首先我们仿佛找到了关于暗能量之谜的线索，其次如果将暗能量定性为不是一种能量，而是一种时空属性，那我们的热力学三大定律才能自洽，否则，在依据现有的热力学定律，能量是不答应有这样的行为方式。

　　还有一种研究观点认为：宇宙的加速膨胀效应中，暗能量作为一种负压功能而存在，这种负压功能是在膨胀体制中产生的一种固有的内在的属性。运用这种可以说近乎奥秘的逻辑来推理奥秘的暗能量，最新的研究观测表明：宇宙的几何结构有着明显的平整度，而由此推算出暗能量压力与暗能量密度的比值大约为1，更确切的说应当是-1,因为前者是负压。这就是目前宇宙物理学家总结出来的关于暗能量的状态方程。

　　而如果要根据此来讨论宇宙的未来，有一种很简朴的方法：那就是不去管暗能量是什么，无论它是什么，我们只需要明白它压力与密度比永远维持在-1就行了。但是，大多数的宇宙学家基本不会热衷于这个观点，对于宇宙的未来，这个-1的值占有多大的地位？而如果经过推演，这个状态方程的值不能维持在-1呢，这该如何解释？或者说该会发生什么情况？

　　目前宇宙学家归纳出暗能量三种可能的发展趋势：伴着工夫推移，密度下降；密度保持不变；密度逐渐增大，最后撕裂整个宇宙。而如果将暗能量仅仅是看成一个数学计算上的问题，那么关于宇宙常数的问题就应当进一步审视。如果暗能量的密度伴着工夫增加出现下降，也就是说其压力和密度的比值达到-1/3，那么目前宇宙的膨胀加速度将出现下降，宇宙膨胀的速率将放缓。另一方面，如果暗能量的的密度增加，也就是其压力和密度的比值小于-1，到达-2或者-3，那么宇宙将出现“幻能”，这个幻能是科学家虚构出来的一种能量，其代表着暗能量随时空膨胀所产生的效应。

　　总之，伴着目前宇宙的加速膨胀、时空的扩大和延伸，暗能量的密度也在增加，这将可能导致幻能的增加，其将在有限的工夫内使得宇宙无限地接近结束的边缘，并最终导致宇宙大撕裂的发生。而在这个过程中，伴着宇宙的规模变成无限大，密度增加，所有的空间结构都不复存在，包括星系、系团乃至地球，都将变成一个个亚原子粒子。根据宇宙学家最新的计算结果，如果暗能量的压力与密度的比值达到-1.5，宇宙在这个情况下只能维持220亿年，而目前宇宙已经走过了137亿年。

　　于此，北卡罗来纳大学物理学家Frampton等人提出一个修改性的观点，其认为暗能量的压力与密度的比值会伴着工夫的推移而不断变化，但是从这个理论出发，宇宙仍旧将出现大撕裂，只是这种撕裂效应会相对较小一些，而且宇宙的规模不会变成无限大。

　　而这个理论可能支持现有对宇宙演化的认识，即宇宙循环模型。这个模型认为，宇宙的演化归结于熵的问题，循环理论主要强调宇宙是通过大爆炸产生的，并通过大紧缩结束。宇宙演化到最后失去所有的自由能，并由引力主导一切，出现宇宙大紧缩，所有的一切都将坠入黑洞中被撕裂。这就是宇宙小撕裂假说。这个假说答应出现重新开始的机会，但是这个情况下，宇宙要重新回归秩序，产生新的恒星和星系需要相当漫长的过程。

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