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暗能量
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暗能量(Dark Energy)是一種致使宇宙加速膨脹的未知能量。在標準宇宙學模型lambda-CDM的推測中,宇宙中的主要物質成分是暗物質和暗能量,其中暗能量占據宇宙68.3%的質能,暗物質占27%,而剩下的能夠被直接觀測到的“普通物質”只占宇宙中總物質的5%。2022年研究確認宇宙由約三分之二的暗能量和三分之一的物質組成,2025年中國科學院趙公博團隊基于DESI數據證實其動力學屬性,表明暗能量狀態方程隨時間變化,挑戰了傳統宇宙學常數模型。這些“普通物質”在天文學中被稱為重子物質,是由質子、中子等粒子組成的。為了解釋宇宙的加速膨脹效應,暗能量也稱為是具有負壓強的、均勻的、在宇宙學尺度上不結團的能量成分。

暗能量存在的第一個觀測證據是1998年,亞當·里斯(Adam G. Riess)和索爾·帕爾馬特(Saul Perlmutter)團隊利用多個遙遠星系中的若干Ia型超新星爆炸,測量了宇宙擴張速率的變化過程。Ia型超新星具有恒定的光度,這意味著它們可以用作精確的距離測量。將這個距離與紅移進行比較,結果表明宇宙的膨脹正在加速。按照宇宙大爆炸理論,在大爆炸發生之后,在此觀測之前,科學家認為宇宙中物質之間的引力作用會導致宇宙的膨脹速度隨著時間的推移而逐漸減慢。自從發現加速膨脹以來,已經發現了幾條獨立的證據來支持暗能量的存在。但暗能量存在的證據是間接的,觀測上,超新星的紅移數據、宇宙年齡的限制、大尺度結構數據、背景輻射數據和薩克斯·瓦福效應都支持暗能量的存在,但是并沒有被現有技術手段直接探測到。

科學家為了驗證暗能量的存在有很多理論嘗試,建立了多種模型,比如宇宙常數(表示均勻填充空間的恒定能量密度)和標量場(具有隨時間和空間變化的能量密度的動態量),宇宙常數在時間和空間上保持不變,而標量場可能會變化。還有其他理論嘗試,如相互作用的暗能量、可變暗能量模型和廣義相對論效應。

定義

暗能量是一種致使宇宙加速膨脹的未知能量。在標準宇宙學中,宇宙有三個組成部分:物質、輻射和暗能量。物質是能量密度與比例因子的倒數立方成比例的任何事物,如果是靜止質量為主的物質粒子(matter),就可以不用考慮宇宙學紅移。最終就有,同時宇宙學紅移使得單個光子的能量和成反比,因此有輻射是與比例因子的倒四次方成比例()。最后一個組成部分是暗能量:它是空間的固有屬性,并且具有恒定的能量密度,無論所考慮的體積尺寸如何()。因此,與普通物質不同,它不會因空間膨脹而稀釋。

簡史

愛因斯坦宇宙學常數

1917年,阿爾伯特·愛因斯坦為了建立一個靜態的宇宙模型引入了一個參數,即宇宙學常數,它是最簡單的暗能量模型。“宇宙學常數”是一個常數項,如果將其視為場方程中的“源項”,就可以將其視為等效于真空空間的質量,或“真空能量”。愛因斯坦認為宇宙學常數要求空無一物的空間扮演著負質量引力的角色,這些負質量分布在整個星際空間,并且“真空”可以擁有自己的能量;同時,空間本身似乎也在作為一種能夠將物質分離開來的力量起作用。因為這種能量是空間本身的屬性,它不會隨著空間的膨脹而被稀釋。隨著更多空間的出現,更多的空間能量會出現。廣義相對論假設的質能等價意味著真空能量應該產生引力。因此,真空能量被認為對宇宙常數有貢獻,而宇宙常數反過來又影響宇宙的加速膨脹。由于物質在整個宇宙中的分布不均勻,這些干擾是不可避免的。此外,愛德文·哈勃(Edwin Hubble)在1929年所做的觀察表明,宇宙中的其它星系似乎都在向著距離銀河系越來越遠的方向移動,且它們移動的越遠,運行的速度就越快,這表明宇宙似乎在膨脹,而不是靜止的。據報道,阿爾伯特·愛因斯坦將他未能預測與靜態宇宙相反的動態宇宙的想法稱為他最大的失誤。

暴脹暗能量

艾倫·古斯(Alan Guth)和阿列克謝·斯塔羅賓斯基(Alexei Starobinsky)于1980年提出,負壓場在概念上類似于暗能量,可以在極早期的宇宙中驅動宇宙膨脹。假設在暴脹膨脹后不久,某種與暗能量類似的排斥力導致了宇宙的巨大指數膨脹,這種膨脹是大多數當前大爆炸模型的基本特征。然而,膨脹一定是在比觀察到的暗能量高得多的能量密度下發生的,并且被認為在宇宙誕生僅幾分之一秒時就已經完全結束了。

幾乎所有的暴脹模型都預測宇宙的總(物質+能量)密度應該非常接近弗里德曼方程的臨界密度。在20世紀80年代,大多數宇宙學研究只關注物質的臨界密度模型,通常是95%的冷暗物質(CDM)和5%的普通物質(重子)。人們發現這些模型成功地解釋了真實的星系星團的形成。但在80年代后期出現了一些問題:特別是,該模型需要的哈勃空間望遠鏡常數值低于觀測值,并且該模型低估了大星系的觀測值尺度的星系聚類。

自1990年代以來,暗能量假說一直是解釋宇宙加速膨脹的最被廣泛接受的理論。但是暗能量的確切性質仍然是個謎,各種解釋層出不窮,主流的兩種模型分別是宇宙學常數模型(表示均勻填充空間的恒定能量密度)以及標量場模型(具有隨時間和空間變化的能量密度的動態量)。宇宙學常數在時間和空間上保持不變,而標量場可以變化。

在1992年的COBE航天器發現CMB各向異性之后,這些困難變得更加嚴重。到1990年代中期,幾個改進的CDM模型得到研究:其中包括Lambda-CDM模型和混合冷/熱暗物質模型。暗能量的第一個直接證據來自1998年亞當·里斯(Adam G. Riess)和索爾·珀爾馬特(Saul Perlmutter)等人對加速膨脹的超新星觀測,通過超新星爆炸觀測,測量了宇宙擴張速率的變化過程。

1998年,邁克爾·特納(Michael S. Turner)創造了“暗能量”一詞,與1930年代弗里茨·茲威基(Fritz Zwicky)提出的“暗物質”一詞相對應。不久之后,暗能量得到了獨立觀測的支持:2000,BOOMERanG和Maxima CMB實驗觀測到第一個在CMB中的聲峰,表明總(物質+能量)密度接近臨界密度的100%。然后在2001年,2dF星系紅移中國空間站工程巡天望遠鏡給出了強有力的證據,表明物質密度約為臨界值的30%。2003年至2010年,威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)的更精確測量繼續支持標準模型并提供了更準確的關鍵參數測量。

宇宙學標準模型

要了解膨脹率如何隨時間和空間變化,就需要對宇宙膨脹進行高精度測量。在廣義相對論中,膨脹率的演化是由宇宙曲率和宇宙狀態方程(在空間任意區域的溫度、壓力和組合物質、能量和真空能量密度之間的關系)來估計的。測量暗能量的狀態方程是觀測宇宙學中最為重要的一部分。將宇宙學常數添加到宇宙學的標準FLRW度規中,就得到了Lambda-CDM模型,該模型被稱為“宇宙學的標準模型”,因為它與觀測結果吻合。

截至2013年,Lambda-CDM模型與一系列日益嚴格的宇宙學觀測相一致,包括普朗克宇宙飛船和超新星遺跡調查。SNLS的第一個結果表明,暗能量的平均行為(即狀態方程)與阿爾伯特·愛因斯坦宇宙常數相似,精度為10%。哈勃空間望遠鏡紅移組的結果表明,暗能量已經存在了至少90億年,并且在宇宙加速之前的一段時間里就已經存在了。

觀察證據

暗能量存在的證據是間接的,有三個獨立的來源,一是距離的測量以及距離與紅移的關系,這部分結果表明宇宙在其生命的后半期加速膨脹。二是理論上需要一種既不是物質也不是暗物質的額外能量來形成目前觀察到的平坦宇宙(沒有任何可檢測到的全局曲率)。三是宇宙中質量密度大尺度波動模式的測量。

超新星

1998年,高紅移超新星搜索小組發表了la型(“one-A”)超新星觀測結果。la型超新星是白矮星吸積伴星物質超過錢德拉塞卡極限而發生爆炸產生的,且爆發時產生的絕對星等都一樣,與它們所處的位置無關。這也就意味著它們具有與紅移無關的恒定光度,所以la超新星可以用來作為測量距離的標準燭光。1999年,超新星宇宙學計劃提出宇宙正在加速膨脹。2011年,諾貝爾物理學獎授予索爾·珀爾馬特(Saul Perlmutter)、布萊恩·施密特(Brian P. Schmidt)和亞當·里斯(Adam G. Riess),以表彰他們因超新星的研究而對宇宙學的貢獻。

從那以后,這些觀察結果得到了幾個獨立觀測的證實。宇宙微波背景、引力透鏡和宇宙大尺度結構的測量,以及超新星的改進測量,都與Lambda-CDM模型一致。有些人認為,暗能量存在的唯一跡象是對距離測量及其相關紅移的觀察。宇宙微波背景各向異性和重子聲學振蕩僅用于證明到給定紅移的距離大于弗里德曼-勒梅特宇宙和此時測量的愛德文·哈勃常數所預期的距離。

宇宙微波背景

暗能量無論以何種形式存在,都需要將測量到的空間幾何形狀與宇宙中的物質總量相協調。宇宙微波背景(CMB)各向異性的測量表明宇宙接近平坦。要使宇宙的形狀平坦,宇宙的質能密度必須等于臨界密度。從CMB光譜測得的宇宙物質總量(包括重子和暗物質)僅占臨界密度的30%左右,這意味著存在一種額外的能量形式來占剩余的70%。威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)經過七年的分析估計宇宙由72.8%的暗能量、22.7%的暗物質和4.5%的普通物質組成。2013年,根據CMB的普朗克航天器觀測所做的工作更準確地估計了宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物質和4.9%的普通物質組成。

大尺度結構

支配宇宙(恒星類星體星系星系群星團)形成的大尺度結構理論表明,宇宙中物質的密度僅為臨界密度的30%。2011年,WiggleZ暗能量巡天調查項目(WiggleZ survey)對超過200000個星系的觀測提供了暗能量存在的進一步證據,盡管其背后的確切物理原理仍然未知。澳大利亞天文臺的WiggleZ巡天設備掃描了星系以確定它們的紅移,然后利用重子聲學振蕩技術估計星系的距離最遠達2000Mpc(紅移0.6),進而用星系的紅移和距離估計星系的速度。數據證實了宇宙加速的時間約為宇宙年齡的一半(70億年),并將其不均勻性限制為十分之一,這是另外一個與超新星不同的證實宇宙加速的現象。

薩克斯瓦福效應

加速的宇宙膨脹導致引力勢阱與勢壘在光子穿過時變平,從而在CMB上產生冷點和熱點,并與巨大的超空洞和超星系團相對應。這種所謂的后期綜合薩克斯瓦福效應(ISW)是平坦宇宙中暗能量的直接信號。天文學家雪莉·何(Shirley Ho)等人和托馬索·詹納托尼奧(Giannantonio)等人在2008年發表相關工作報道了宇宙正在加速膨脹的信息。

哈勃常數

近年來,一種通過觀測哈勃常數數據(OHD)(也稱為宇宙計時器)測試暗能量證據的新方法受到了關注。哈勃常數作為宇宙學紅移的函數。OHD將被動演化的早型星系作為“宇宙計時表”,直接追蹤宇宙的膨脹歷史。從這一點來看,這種方法提供了宇宙中的標準時鐘。這個想法的核心是將測量不同年齡星體的演化作為這些宇宙計時器的紅移函數。因此,可以通過它對哈勃參數進行直接估計

,對差異性有依賴,它可以最大限度地減少許多常見問題和系統影響。超新星重子聲學振蕩(BAO)的分析基于哈勃空間望遠鏡參數的積分,而直接測量它。由于這些原因,這種方法已被廣泛用于驗證宇宙加速膨脹和研究暗能量的特性。

理論嘗試

關于暗能量的本質的研究已經成為新的物理理論和觀測的重大課題,各種不同的暗能量模型也應運而生。

A:CPL模型

B:Jassal模型

C:Barboza&Alcaniz模型

D:Wetterich模型

宇宙學常數

1917年,阿爾伯特·愛因斯坦為了建立一個穩態宇宙模型,最早提出了宇宙常數概念。不過,后來就連他本人也承認,“宇宙常數”只是一個錯誤的概念。帶有宇宙學常數的愛因斯坦方程為。對于均勻各向同性的弗里德曼-羅伯遜-沃克(Friedmann-Robertson-Walker,簡稱FRW)宇宙,利用阿爾伯特·愛因斯坦方程,可以得到米爾頓·弗里德曼(Friedmann)方程:

其中為尺度因子,為能量密度,為壓強。這兩個方程表明宇宙學常數相當于提供了一個負壓強項,表現出斥力的效果,以達到在大尺度結構上的宇宙是靜態的。宇宙常數對暗能量最簡單的解釋是它是一種固有的、基本的空間能量,有時被稱為真空能量,因為它是真空空間的能量密度,通常用希臘字母(Lambda,因此是Lambda-CDM模型)表示。根據質能方程,阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論預測這種能量將產生引力效應。

但是存在以下問題,從弗里德曼(Friedmann)方程中可以得到,描述宇宙中組分性質的一個重要的參量是,要使宇宙加速膨脹需要負的,且,輻射和物質的狀態方程均為非負,所以,要實現宇宙加速膨脹,需要存在一種組分。其壓強為負,這種組分就是暗能量。根據愛因斯坦方程,無論能量密度還是壓強p都對引力場有貢獻。當壓強而且大到可以與比擬時,就會出現斥力效應。通常的宇宙內容物即物質()和輻射()都不滿足這一要求,但正的宇宙常數卻恰好滿足。另外,同樣的量子場論預測了一個巨大的宇宙學常數,大約大了120個數量級。這幾乎(但不完全)需要被相反符號的同樣大的項抵消,即“精細調節問題”。一些超對稱理論需要一個恰好為零的宇宙學常數,即“宇宙巧合問題”。此外,尚不清楚弦理論中是否存在具有正宇宙學常數的亞穩態真空態。烏爾夫·丹尼爾森(UlfDanielsson)等人計算了這一點,結果顯示不存在這樣的狀態。這一猜想不排除其他暗能量模型,例如精質模型,它們可能與弦理論兼容。

精質模型

精質模型是暗能量的一種假設形式,更準確地說是一種標量場,被假定為對宇宙加速膨脹速度的觀察的解釋。1988年,印度物理學家巴拉特·毗濕奴·拉特拉(Bharat Vishnu Ratra)與加拿大物理學家菲利普·詹姆斯·埃德溫·皮布爾斯(Phillip James Edwin Peebles)首次提出的這種假設。精質模型與暗能量的宇宙常數解釋不同,它是動態的。也就是說,它隨著時間的推移而變化,根據定義,宇宙常數不會變化。精質模型的動能項具有正則動能項的形式,其物態方程介于到之間。

雖然還沒有精質場的證據,但也沒有排除它的可能性。它通常預測宇宙膨脹的加速比宇宙常數略慢。一些科學家認為,精質場的最佳證據來自對阿爾伯特·愛因斯坦等效原理的破壞以及空間或時間中基本常數的變化。標量場是由粒子物理和弦理論的標準模型預測的,但是會出現與宇宙常數(或構建宇宙暴脹模型的問題)類似的問題:重整化理論預測標量場應該獲得大質量。

“一致性問題”問的是為什么宇宙的加速會在它開始的時候開始。如果加速在宇宙中開始得更早,像星系這樣的結構就永遠不會有時間形成,而生命可能永遠不會有機會存在。人擇原理的支持者認為這是對他們論點的支持。然而,精質的許多模型都有“跟蹤器”行為,它解決了這個問題。在這些模型中,精質場的密度密切緊隨(但小于)輻射密度,直到物質與輻射相等,這會觸發精質開始表現為暗能量形式,最終主宰宇宙,這自然會降低暗能量的能量量級。

2004年,當科學家將暗能量的演化與宇宙學數據進行擬合時,他們發現狀態方程可能已經從上到下越過了宇宙常數邊界(=?1)。不可行定理已經被證明,一是指在平坦的四維FRW宇宙中;二是指廣義相對論有效;三是指暗能量是單理想流體或不含高階導數的單標量場;四是指引力和物質最小耦合,那么,它的狀態方程就不能超過?1,否則會出現音速發散等問題。2021年,一組研究人員認為對哈勃空間望遠鏡張力的觀測可能意味著只有具有非零耦合常數的精質模型才是可行的。

標量場理論

標量場模型是暗能量動力學模型的一種,標量場中比較常用的是精質模型。但是隨著宇宙演化,其勢能主導作用時,接近,這時研究人員提出精質模型具有tracker解,該解釋有助于緩解所謂的宇宙巧合問題。此外,還有幻影能量(phantom 能量)理論,它是滿足狀態方程的暗能量假設形式或者。在這個模型下,暗能量密度是增加的,宇宙膨脹速度會加速,考慮到真空能包含了虛粒子,達特茅斯學院的羅伯特·考德威爾(Robert Caldwell)認為,幻影能量或許是由越來越快地震動所釋放出的一種反常粒子。它具有負動能,并預測宇宙膨脹超過宇宙常數預測的膨脹時會導致大撕裂

相互作用的暗能量

相互作用的暗能量理論將暗物質和暗能量作為一種單一現象,在不同尺度上修改引力定律。例如,這可以將暗能量和暗物質視為同一未知物質的不同方面,或假設冷暗物質衰變為暗能量。另一類統一暗物質和暗能量的理論被認為是修正引力的協變理論。這些理論認為,暗能量和暗物質的存在改變了時空的動力學。原則上,暗能量不僅可以與暗物質區的其余部分相互作用,還可以與普通物質相互作用。然而,單靠宇宙學不足以有效約束暗能量與重子耦合的強度,因此必須輔助于其他間接技術或實驗室搜索。最近的一項提議推測,目前在意大利XENON1T探測器中觀察到的無法解釋的過量可能是由暗能量的避役模型引起的。但是2022年7月,XENON1T探測器的一項新分析并不支持這個結論。

可變暗能量模型

宇宙的歷史中,暗能量的密度可能會隨時間變化。現代觀測數據使科學家能夠估計暗能量的當前密度。使用重子聲學振蕩,可以研究暗能量在宇宙歷史中的作用,并限制暗能量狀態方程的參數的變化范圍。為此,科學家已經提出了幾種模型,如解釋宇宙加速膨脹的愛因斯坦—埃里·嘉當理論模型(Chevallier–Polarski–Linder),是最受歡迎的模型之一。一些其他常見模型,如2008年Barboza和Alcaniz等人發表的參數模型,Jassal、Wetterich、Oztas等人都發表過關于暗能量的模型。

廣義相對論效應

2023年2月,夏威夷大學研究人員提出了廣義相對論效應這一理論(這是首個不用額外的物理存在,就能解釋暗能量起源的理論),該理論講的是如果人們要求克爾度規漸近線于弗里德曼-羅伯遜-沃克度規,那么人們就會發現,隨著宇宙的膨脹,黑洞的質量會增加,速率的測量值為,這個特殊的速率意味著黑洞的能量密度隨時間保持不變,類似于暗能量。之后,法拉(Duncan Farrah)與合作者們觀測了古老螺旋星系群在最近90億年間的成長軌跡。經過分析發現,在這段時間內,位于中心位置的超大質量黑洞一開始看上去較小,而后它們的質量隨著時間增長了7到10倍,這個增長速度明顯超過了星系自身的增長速度。法拉認為,觀測結果符合猜想——這些星系中心的超大質量黑洞很可能就是由推動宇宙加速膨脹的暗能量構成。而其質量也隨著宇宙的膨脹而增長,這個現象被稱為“宇宙耦合”(cosmological coupling)。2023年2月20日,法拉與同事在《天體物理學雜志快報》(The Astrophysical Journal Letters)發表論文《關于黑洞的宇宙耦合觀測證據以及其作為暗能量來源的天體物理學聯系》(Observational Evidence for Cosmological Coupling of Black Holes and its Implications for an Astrophysical Source of Dark 能量),報告了他們的分析結果。其他天體物理學家持懷疑態度,并發表了許多論文聲稱該理論無法解釋其他觀測結果。

替代理論

修正引力

暗能量存在的證據在很大程度上取決于廣義相對論。因此,可以想象對廣義相對論的修正也正好可以消除理論上對暗能量的需要。有很多這樣的理論,并且研究還在進行中。第一個通過非引力手段測量的引力波的引力速度(GW170817)排除了許多這種解釋暗能量修正的引力理論。天體物理學家伊森·西格爾(Ethan Siegel)指出,雖然這些替代方案獲得了大量主流媒體報道,但是卻沒有得到專業天體物理學家的認可,且并沒有成功的理論可以消除暗能量。

相關質疑

關于對暗能量理論的懷疑言論并沒有引起宇宙學家的太多關注。例如,2019年,雅克科林(Jacques Colin)等人發表的論文《宇宙加速各向異性的證據》(Evidence for anisotropy of cosmic acceleration),暗示局部宇宙的各向異性被誤傳為暗能量,很快被2020年魯斌(D. Rubin)發表的《宇宙膨脹正在加速嗎?所有跡象仍然表明是:局域偶極子各向異性無法解釋暗能量》(Is the Expansion of the Universe Accelerating? All Signs Still Point to Yes: A Local Dipole Anisotropy Cannot Explain Dark Energy)論文反駁。另一項研究質疑Ia型超新星的光度不隨恒星年齡變化的基本假設也被其他宇宙學家迅速反駁。

暗能量的一些替代方法,例如非均勻宇宙學,旨在通過更精細地使用已建立的理論來解釋觀測數據。在這種情況下,暗能量實際上并不存在,只是一種測量效果。例如,如果位于比平均空間更空曠的區域,觀察到的宇宙膨脹率可能會被誤認為是時間變化或加速度引起的。另一種不同的方法是使用等效原理在宇宙學上的推廣以顯示空間如何在局域星團周圍的空隙中看起來更快地膨脹。雖然微弱,但考慮到經過數十億年的累積,這種影響可能會變得很重要,從而產生宇宙加速的錯覺,并使人類看起來好像生活在哈勃空間望遠鏡氣泡中。還有其他可能性是,宇宙的加速膨脹是地球相對于宇宙其他部分的相對運動造成的幻覺,或者所采用的統計方法是有缺陷的。在實驗室直接測量的嘗試中未能檢測到任何與暗能量相關的力。

對宇宙影響

宇宙學家估計宇宙加速大約從50億年前開始。對于不同的暗能量模型,對未來的預測可能截然不同。對于宇宙學常數或任何其他預測加速將無限期持續的模型,最終結果將是本星系群外的星系視線速度將隨時間不斷增加,最終遠超過光。這并不違反狹義相對論,因為這里使用的“速度”概念不同于局部慣性參考系中的速度,后者仍然被限制為小于光速。因為哈勃空間望遠鏡參數隨著時間的推移而減小,實際上可能存在這樣的情況,即一個比光速更快的速度遠離我們的星系確實能夠發出最終到達我們的信號。

然而,由于加速膨脹,可以推斷大多數星系最終將跨越某個宇宙事件視界,在這種情況下,它們發出的任何光超過該點時,在無限的未來任何時候都無法到達地球,因為光永遠不會達到朝向我們的“本動速度”超過遠離我們的膨脹速度的點。假設暗能量是恒定的宇宙學常數,當前到這個宇宙學事件視界的距離約為160億光年,這意味著如果該事件距離我們不到160億光年,則最終能夠在未來到達我們,但如果該事件距離超過160億光年,則信號將永遠無法到達我們。

星系接近穿越這個宇宙事件視界的點時,來自它們的光將變得越來越紅移,以至于波長變得太大而無法在實踐中檢測到,星系似乎完全消失。地球銀河系和銀河系所在的本星系群,在宇宙的其余部分從視野中退去并消失時,幾乎都不會受到干擾。在這種情況下,本星系群最終將達到熱寂,就像在測量宇宙加速度之前假設的平坦的、由物質主導的宇宙一樣。

關于宇宙的未來還有其他更具推測性的想法。暗能量的幻影能量模型會導致發散膨脹,這意味著暗能量的有效力會繼續增長,直到它支配宇宙中的所有其他力。在這種情況下,暗能量最終將撕裂所有受引力束縛的結構,包括星系太陽系,并最終克服電力和核力撕裂原子本身,以“大撕裂”結束宇宙”。另一方面,暗能量可能會隨著時間消散,甚至變得有引力。這種不確定性留下了引力最終占上風的可能性,并導致宇宙在“大收縮”中自我收縮,或者甚至可能存在暗能量循環,這意味著宇宙的循環模型,其中每次迭代大約需要一萬億(10^12)年。雖然這些都沒有得到觀察結果的支持,但也不排除它們。

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Ask Ethan: Can black holes really cause dark energy?.bigthink.2023-12-01

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