![宇宙坍塌[天文物理學名詞]](/img/7/b78/nBnauM3X3YzM0gDMzkDNyMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5QzLwMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg "宇宙坍塌[天文物理學名詞]")
研究理論
在過去100年裡，從阿爾伯特·愛因斯坦到史蒂芬·霍金的大多數科學家，一直都認為宇宙最後將停止膨脹，並由於星系重心吸引力作用向內部坍縮。
愛因斯坦“最大的錯誤”原來正確宇宙的命運曾經困擾過人類歷史上最偉大的科學頭腦。1917年，為了使自己的廣義相對論的等式成立，愛因斯坦曾構想宇宙中有一種未知的能量存在，他將其稱之為“宇宙常數”，愛因斯坦認為這種名叫 “宇宙常數”的能量能抵消星系引力的作用，使宇宙保持一個不變的大小。然而，當後來天文學家通過哈勃望遠鏡發現宇宙正在不斷向外膨脹的天文學證據後，愛因斯坦不得不放棄了他的觀點，認為“宇宙常數”是他科學觀點中一個最大的錯誤。不過，NASA的新發現將顯示，愛因斯坦提出的“宇宙常數”觀點完全正確，儘管愛因斯坦認為“宇宙常數”存在的理由是錯誤的。
在1998年創下全球天文數字銷售量的科學書籍《時間簡史》中，劍橋大學物理學家史蒂芬·霍金斷定宇宙最終將結束膨脹，並向內部坍塌毀滅。霍金教授的觀點早在1997年就遭到不少科學家的挑戰和質疑。NASA的研究數據將徹底結束人類宇宙史上這個最具懸疑的大爭論。霍金教授對NASA的發現他並不感到氣餒，他稱自己仍將繼續堅持自己的理論，並認為他的理論和NASA的發現完全可以兼容。
宇宙塌縮機制建立在物理學家之前有關真空能量問題的研究基礎之上，而真空能量密度本來就是為了解決宇宙常數問題。真空能量的封存動態預測了宇宙最終將塌縮，但並未提供塌縮如何發生的確切機制。
根據新提出的機制，宇宙是在一系列特殊的起始條件下起源的，它自然演化到如今的加速狀態，並將繼續這一過程，直到塌縮。宇宙經歷了一段“慢滾”（slow roll）時期，進入我們現在所看到的加速膨脹狀態，但它最終將停止膨脹併到達一個轉折點，然後開始收縮，最終形成與大爆炸相對的“大擠壓”（big crunch）。
宇宙的年齡大約是138億年。如果要使新提出的塌縮機制合理運作的話，加速膨脹的時間必須至少持續至今（當然，一個預測宇宙已經塌縮的機制明顯不對）。在科學家的方程中，一個斜率值的選擇將對塌縮時間的估計產生巨大的影響。這個斜率具有非常小的正值，大約為10-39，這意味著宇宙演化的速度非常緩慢。
科學家並不是為了符合所觀測到的膨脹速度，或者為了支持他們提出的機制而選擇斜率的值。相反，科學家解釋稱這一斜率值是“技術上很自然的”，並且是由於理論中的對稱性才取的這個值。根據科學家的解釋，該機制的自然屬性使其成為第一個在沒有任何直接微調情況下預測了膨脹加速的模型。在該機制中，斜率的值就控制了宇宙的演化，包括其加速膨脹的程度。
宇宙的加速膨脹或許正是塌縮即將到來的證據……通過詳細的分析，對這些預測進行量化無疑是必要的。
研究歷史
這一理論尚處於早期階段，物理學家希望在未來獲得更加充實的依據。科學家正致力於以一種更加‘接地氣’的方式來描述這一理論，使它更加符合傳統理論，與量子理論的一些關鍵原則（如態疊加原理）更加契合。
科學家將針對這一理論設計更多的檢驗方法，包括宇宙學和天體物理學等方面。在更長的時期內，科學家希望能了解這一理論與一些更加基礎的理論，如弦理論之間的關聯。當考慮到量子引力對真空能量的修正時，了解其中發生了什麼也很重要。科學家還需要進行更多的工作。
早前，從沒有人認真地考慮過在100～200億年內，可能會出現‘世界末日’。尤其是自從人們知道了宇宙正在加速擴張之後。”史丹福大學的安德雷.林德說，“但現在我們明白‘世界末日’可能真的存在。”
1998年，研究遠距離超新星的天文學家們找到了宇宙擴張正在加快的證據。據此，他們提出某些“暗能量”正在推動空間分離。大多數暗能量的理論，都是假設宇宙的加速擴張，源於宇宙橫向排斥的“標量場”，它恰好等距離穿越過空間。而一種類似的能量場則被認為已經使宇宙在大爆炸之後不可思議地迅速膨脹，這就是著名的膨脹理論。2002年8月，林德因他在發展此理論上所做出的貢獻而獲得迪拉克獎。
科學家們假設，能量場的排斥作用在促使宇宙成長的同時自身不斷下降，最終變為零。儘管這將減慢宇宙的擴張速率，但宇宙事實上永遠不會停止擴張。不過林德說這個假設可能是錯誤的。
林德和他的同事根據一些超重力理論，試圖在量子理論範圍內描述重力作用。他們聲明，來自標量場的暗能量將不僅僅是簡單地歸於零――它將變為負的，甚至可能遠及負無窮大。這將減慢宇宙的擴張的速率，並在一定時候，使宇宙反轉，導致時空在反向的大吞噬中坍塌，最終成為一個點。據林德和他的同事計算，宇宙開始坍塌的標準時間將是從現在算起的100～200億年之內。而宇宙當前的年齡大約是140億歲。“這真是個巨大的震撼，”林德說，“我們可能正處在宇宙生命周期的中間段，而並非開始。”
英格蘭皇室天文學家，劍橋大學的馬丁·瑞斯，一直堅持開放思維。他同意未來宇宙存在坍塌的可能性。“既然我們對暗能量是什麼毫無所知，這樣的構想便不能被排除掉，”他說，“超出常規的預測都是極富思索性的。”
在坍塌和無限擴張的可能性之間，我們似乎遠比平常更能深切地預言宇宙的命運。但是林德說經對超新星的觀測，大爆炸的剩餘放射物和星系分布，應該能夠幫助解決停滯不前的暗能量和物質在過去不同時期的密度問題。“預測未來，從來就是不容易的，但是它是可能的，而且我們不應該錯過屬於我們的機會，”林德說，“我們可能改變不了我們的命運，但是我們的確想了解它。”
研究成果
加州大學戴維斯分校的物理學家Nemanja Kaloper和諾丁漢大學的Antonio Padilla提出了宇宙塌縮的機制，並分析了其背後暗含的意義，包括對暗能量的解釋等。
已經探測到暗能量的事實可以作為宇宙塌縮即將來臨的指示之一，天文學家正嘗試對數據進行分析，演算出最終的日期，早前的結果表明，宇宙塌縮將在數百億年內發生，但需要進行更準確的驗證。”
“‘技術上自然’的斜率值控制了塌縮啟動開始占據主導地位的時間，但它是否保證了慢滾時期的出現，以及隨之而來的加速膨脹。真空能量封存的動態保證了慢滾時期的存在。”
產生影響
這一塌縮機制將幫助解決一些未解的物理學難題，尤其是宇宙為什麼在加速膨脹，以及暗能量如何影響這種加速。這些問題與宇宙常數問題有關，即引起宇宙膨脹的真空密度預測值比實際觀測到的高很多。
天文物理學家已經開闢了一條通往所謂“所有物理學問題之母”——即宇宙常數問題——的全新途徑，塌縮機制能否經得起時間考驗還為時過早，但它已經受到了許多關注，並有可能解決標準模型提出的真空能量貢獻問題，以及這些能量如何受引力作用的問題。”
生活中的自然現象
| 人的意識也是以自然方式發生的物質世界。人和人的意識是自然界發展的最高產物。物質世界具有系統性、複雜性和無窮多樣性。它既包括人類已知的、也包括人類未知的物質世界。讓我們一起走進自然吧~~ |
