為了弄清楚宇宙是如何結(jié)束的，物理學家們將目光投向了起點。大約138億年前，空間和時間從一個極其密集的奇點爆發(fā)出來，這一事件被稱為宇宙大爆炸（Big Bang）。宇宙從那一刻起迅速膨脹，物質(zhì)冷卻并凝結(jié)成星系以及它們所包含的所有恒星和行星。

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但宇宙仍在膨脹，而且速度越來越快，這要歸功于一種神秘的力量，科學家們稱之為 “暗能量”。正如這個名字所暗示的那樣，科學家們對這種力量的工作原理或為什么它將一切事物推離其他事物知之甚少，但它對宇宙的最終命運有一些相當重大的影響。其結(jié)果如何，取決于研究人員如何調(diào)整模型中的數(shù)字。

“大凍結(jié)”（The Big Freeze）

根據(jù)科學家們對宇宙演化的最佳模型，最可能出現(xiàn)的情況是所謂的“大凍結(jié)”。如果暗能量一直在加速宇宙的膨脹--而且計算表明它將如此--那么宇宙將面臨一個緩慢的死亡，這種死亡會持續(xù)長達數(shù)年。這個深不可測的數(shù)字是一個1后面跟著100個0。

如果能在數(shù)十億年內(nèi)快進地觀看一片天空，星星會開始變紅，然后完全消逝。這是因為不斷膨脹的宇宙會將它們的光的波長向光譜的紅色端延伸得越來越遠，然后使眼睛完全看不到它們。

當然，即使你看不到它們，遙遠的恒星和星系仍然會存在--至少在幾萬億年內(nèi)。但是一段時間后，膨脹會稀釋漂浮在太空中的塵埃和氣體，直到?jīng)]有足夠的物質(zhì)集中在任何一個區(qū)域來推動新星的誕生。由于沒有更多的恒星誕生，恒星最終會燃燒殆盡，最后將死亡。

于是，宇宙的“衰退期”開始了，從現(xiàn)在起大約100萬億年。到這時，只有白矮星、中子星和黑洞存在，但這些也將逐漸消失--白矮星和一些中子星將慢慢冷卻成看不見的惰性黑矮星，而其他中子星將坍縮成黑洞。到了10 tredecillion（一個1后面有43個0），除了黑洞之外就沒有其他東西了。而且，即使這些黑洞也不是永恒的--正如霍金所預(yù)測的那樣，黑洞會慢慢釋放出輻射，直到最終蒸發(fā)。

在大約1古戈爾年之后，一旦所有的黑洞也消失了，宇宙就會進入它的最后時代--黑暗時代。光和物質(zhì)是遙遠的記憶，剩下的松散粒子將過著最孤獨的生活，很少有機會在彼此的一光年內(nèi)呼嘯而過，更不用說互動了。而其他的事情將永遠不會發(fā)生，直到永遠。

“大撕裂”（The Big Rip）

一個類似的情景導(dǎo)致了一個更戲劇性的死亡，而且要快得多。在這個模型中，暗能量不只是以穩(wěn)定的速度加速宇宙的膨脹，它還以指數(shù)形式加速，最終將現(xiàn)實的結(jié)構(gòu)撕裂--這種結(jié)局被稱為“大撕裂”。

我們所能看到的太空距離有一個物理極限，即使你有最強大的望遠鏡。這個限制是由光速決定的--在某一點上，天體太遠了，它們的光線沒有足夠的時間到達地球。這個區(qū)域被稱為可觀測的宇宙。

在“大撕裂”模型中，指數(shù)級加速的膨脹將越來越多的天體推到該邊界之外，這意味著可觀測的宇宙在不斷縮小。任何兩個距離超過這個邊界的天體，都不能再通過基本力，如引力或電磁力，來影響對方。

隨著這個距離的縮小，宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)將開始崩潰--隨著引力的影響縮小，它將無法將星系團固定在一起，它們將開始瓦解。最終，同樣的情況將發(fā)生在星系本身，使恒星自行漂移。后來，宇宙事件視界將縮小到超出單個恒星系統(tǒng)的規(guī)模，這意味著行星將不再被束縛在它們圍繞恒星的軌道上。

在存在的最后幾分鐘，該事件視界將縮小到比分子的規(guī)模還要小，破壞了將物質(zhì)固定在一起的力量，粉碎了恒星、行星和它們上面的一切。最后，那些松散的原子本身將被逐個粒子撕碎。最后的受害者是時空結(jié)構(gòu)本身。

提出這個模型的科學家預(yù)測，如果它真的發(fā)生，宇宙大約還有220億年的壽命。不過值得慶幸的是，其他科學家認為這種情況所涉及的參數(shù)并不現(xiàn)實，所以發(fā)生的可能性比本列表中的其他一些想法要小。

“大擠壓”（The Big Crunch）

也許宇宙將以完全相反的方式結(jié)束--它不是永遠膨脹到虛無，而是改變方向，在所謂的“大擠壓”中自我坍塌。

在引力試圖將萬物拉在一起和暗能量試圖將其推開的宇宙“拉鋸戰(zhàn)”中，科學家們通常將他們的“籌碼”放在暗能量上，這將最終導(dǎo)致大凍結(jié)或大撕裂的結(jié)局。但我們不能完全將引力排除在外。

如果宇宙中的物質(zhì)密度足夠高，其引力可以克服膨脹，并引發(fā)收縮階段。當宇宙再次收縮時，一切都將開始向其他事物移動。與我們目前的膨脹階段非常相似，當時活著的人不會受到直接影響--至少在接近尾聲的時候。

星系團將開始合并，然后是星系本身，最終單個恒星將更有規(guī)律地碰撞。但真正的麻煩始于宇宙微波背景--大爆炸留下的宇宙背景輻射。隨著其光子向光譜的藍端轉(zhuǎn)移，這種輻射升溫，直到最后它變得比恒星還熱。這意味著恒星不能再向外輻射它們的熱量，并將繼續(xù)變得越來越熱，直到它們蒸發(fā)掉。

在最后幾分鐘里，宇宙的溫度會非常高，以至于原子本身都會散開。他們不會有很長的時間來擔心這個問題，因為他們會被吸進黑洞，而黑洞在不斷縮小的宇宙中所占的比例越來越大。

最終，宇宙的全部內(nèi)容將被擠壓成一個不可能的微小空間--一個奇點，就像一個反向大爆炸。

不同的科學家對這個收縮階段可能開始的時間給出了不同的估計。它可能還在幾十億年之后?；蛘?，根據(jù)最近的一項研究，從宇宙角度來說，它可能很快就會到來，因為宇宙從現(xiàn)在起大約1億年后會逆轉(zhuǎn)。在該模型中，收縮階段將需要大約10億年，然后我們才會回到那個奇點。

“大反彈”（The Big Bounce）

但這可能不是終點。上述假設(shè)的一個變體表明，在宇宙坍縮成一個無限密集的奇點之前，它被量子過程所拯救，并再次扭轉(zhuǎn)方向，開始一個新的擴張期，這實際上是一個全新的宇宙的另一次大爆炸。這個模型被稱為 “大反彈”。

雖然這聽起來有點太方便了，但這個想法的支持者說，在量子物理學的世界里有一些先例--畢竟，隨著宇宙向奇點縮小，它變得如此之小，以至于量子規(guī)則取代了我們熟悉的大規(guī)模經(jīng)典物理學。

在這一點上，量子隧道可以發(fā)生，粒子可以克服障礙，而從各方面來看，它們不應(yīng)該有足夠的能量來通過。這推動了像放射性衰變這樣的過程，根據(jù)最近的一項研究，這也可能允許一個收縮的宇宙 “逃脫”完全坍縮的命運，并再次開始膨脹。

耐人尋味的是，對大反彈的支持產(chǎn)生于另一個叫做圈量子引力論的理論，該理論是作為一種用量子力學解釋引力的方式而產(chǎn)生的。

“大反彈”假說的有趣含義是，我們可能處于一個永無止境的宇宙創(chuàng)造和毀滅鏈的中間。

The Big Slurp

這份名單上的最后一種末日情景可能是最令人不安的，因為它可能已經(jīng)在向我們襲來，而我們在它襲來之前不會知道。這就是所謂的“偽真空衰變”或者更通俗地說，是The Big Slurp。

這是一條物理學定律，一個系統(tǒng)會自然地試圖變得穩(wěn)定。為了做到這一點，它從一個高能量的狀態(tài)移動到一個低能量的狀態(tài)，直到它穩(wěn)定到其可能的最低能量狀態(tài)。對于量子場，這被稱為其真空狀態(tài)。

人們認為，所有已知的量子場都處于其穩(wěn)定的真空狀態(tài)--除了一個：希格斯場。它似乎處于一種偽真空狀態(tài)，這意味著它目前看起來很穩(wěn)定，但被預(yù)測為不處于其最低能量狀態(tài)。但這可能會毫無征兆地改變。從字面上看，任何一秒鐘，希格斯場都可能突然滑入一個較低的能量狀態(tài)，在這一過程中，宇宙的一大塊（如果不是全部）都會被摧毀。

所需要的只是空間中的一個小點坍縮到這種低能量狀態(tài)，這將使一個真空衰變的氣泡以光速向外擴張。移動速度如此之快，我們甚至無法看到它的到來。一旦我們進入這個氣泡會發(fā)生什么？沒有人真正確定，但它可能會改寫自然規(guī)律。在這些新的物理學下，有可能出現(xiàn)生命 - 但宇宙可能完全不同，我們甚至無法想象。最壞的情況是，所有物質(zhì)都被摧毀。

如果有好消息可尋，那就是這個想法有很多不確定性。一些模型預(yù)測，偽真空衰變在許多億年內(nèi)還不可能發(fā)生，或者說它完全不可能發(fā)生。其他人則認為，它現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)發(fā)生了，表明我們目前的宇宙可能實際上是泡沫內(nèi)的奇怪的新物理學。

希格斯場也可能比人們給它的評價更穩(wěn)定。畢竟，它只是在最近才隨著希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)而被證實，所以還有很多東西需要通過進一步研究來學習。