一個(gè)好問題，因?yàn)樗?jīng)是天文學(xué)領(lǐng)域里幾個(gè)最重大的基本問題之一，也是許多天文學(xué)家花費(fèi)畢生精力都想弄清楚的問題。

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試想一下你朝天上扔一塊石頭，雖然一開始石頭是在不斷向上飛的（可以理解為地球-石頭系統(tǒng)在膨脹），但在引力作用下，石頭最終還是會掉頭向下（系統(tǒng)重新收縮）并落到地面上。

(相關(guān)資料圖)

你扔石頭的速度越快，石頭在掉頭向下之前就可以飛得越高。在忽略空氣阻力的情況下，如果石頭的初始速度超過了第二宇宙速度，那么它就永遠(yuǎn)不會掉下來了，而是不斷升高，或者說，地球-石頭系統(tǒng)就會永遠(yuǎn)膨脹，雖然它會膨脹得越來越慢（石頭在地球引力作用下會不斷減速），但永遠(yuǎn)不會停止。

在扔石頭的模型中，地球的質(zhì)量和引力是已知的，我們在計(jì)算的時(shí)候主要考慮的是需要以多塊的速度扔石頭。而在宇宙模型中則正好相反：宇宙膨脹的速度是已知的（通過測量遙遠(yuǎn)天體的紅移得到），但我們并不知道宇宙的質(zhì)量是多少。

如果宇宙質(zhì)量很大，那么引力提供的減速作用就足夠強(qiáng)，會導(dǎo)致宇宙最終停止膨脹，重新收縮。對于宇宙的這種結(jié)局，天文學(xué)家稱為“ 大擠壓 ”：星系和恒星越來越靠近，宇宙的溫度也會越來越高，最后所有物質(zhì)會重新收縮到一個(gè)奇點(diǎn)，我們將毀于無形。

如果宇宙質(zhì)量不夠大，那么宇宙就會永遠(yuǎn)膨脹下去，天體間的距離越來越遠(yuǎn)，直到再也互相看不見。同時(shí)，宇宙溫度越來越低，能量分布越來越均勻，熵也越來越高。最終的結(jié)果，宇宙中再也沒有能量差異和能量流動，整個(gè)宇宙跟死了一樣，不會有任何現(xiàn)象發(fā)生，宇宙的這種結(jié)局被稱為“ 熱寂 ”。

總之，在20世紀(jì)末之前，天文學(xué)家能夠想到的宇宙的結(jié)局就是上面這兩種：無論如何，因?yàn)橐Φ淖饔茫钪娴呐蛎浂紩絹碓铰ㄒ徊淮_定的是膨脹究竟會不會最終停止并反轉(zhuǎn)。

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既然這個(gè)問題引起了天文學(xué)家的好奇心，那么他們就開始著手研究了。

在比較早的時(shí)候，天文學(xué)家曾經(jīng)以為宇宙中絕大部分質(zhì)量都集中在恒星里，而恒星的質(zhì)量可以通過其光度（光度可以理解為實(shí)際的亮度）計(jì)算出來，而光度又可以通過亮度（天體的亮度是指它在地球上看起來的亮度）和距離來計(jì)算，因此天文學(xué)家會通過測量星系的總亮度來推算星系的質(zhì)量，并進(jìn)一步估算宇宙的總質(zhì)量。

通過這種光學(xué)方法估算的宇宙總質(zhì)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于剛好能把宇宙膨脹拉停的質(zhì)量（臨界質(zhì)量），因此這時(shí)期天文學(xué)家認(rèn)為宇宙膨脹永遠(yuǎn)不會停止，宇宙的最終命運(yùn)是熱寂。

后來天文學(xué)家通過研究星系自轉(zhuǎn)速度的異常等現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)，并了解到暗物質(zhì)的質(zhì)量比所有可見物質(zhì)的質(zhì)量要高出好幾倍，宇宙結(jié)局的問題又被重新重視起來了：可見物質(zhì)加上暗物質(zhì)的質(zhì)量，非常非常接近讓宇宙停止膨脹的臨界質(zhì)量，對測量誤差的取舍都會改變最終結(jié)論。

那么宇宙到底是會停止膨脹并最終發(fā)生大擠壓呢？還是會熱寂？天文學(xué)家覺得需要更精確的測量手段才能解決這個(gè)問題。

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再后來，又有人有了新的思路。

既然我們無法通過觀測可見物質(zhì)的數(shù)量和暗物質(zhì)的多少來精確獲知宇宙的總質(zhì)量，那么我們是否可以通過測量這些質(zhì)量造成的引力效應(yīng)來精確測定它們呢？

具體方法是：通過測量宇宙過去的膨脹速度，并與現(xiàn)在的膨脹速度對比，就可以計(jì)算出宇宙膨脹的加速度，從而得到引力的大小。

宇宙過去的膨脹速度？這要怎么測呢？我們又不能穿越到過去……

其實(shí)不難。現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的強(qiáng)大，足以讓我們看到幾億光年、幾十億光年甚至一百多億光年遠(yuǎn)的星系，并且，我們看到的正是它們幾億年前、幾十億年或者一百多億年前的情景。

這就意味著，如果我們觀察一百億光年遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離我們的速度，再對比一億光年遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離我們的速度，就可以算出這99億年間宇宙膨脹速度的變化。

天文學(xué)家信心滿滿，他們認(rèn)為很快就可以知道宇宙從早期到現(xiàn)在，膨脹速度究竟降低了多少……

1998年，測量的結(jié)果出來了。

然后，天文學(xué)家們的眼鏡碎了一地。

他們發(fā)現(xiàn)，早期宇宙的膨脹速度，居然還沒有現(xiàn)在快。

宇宙竟然在加速膨脹?。?！

……

這就好比，你向天上扔了塊石頭，想看看它向上的速度是怎么逐漸降低的，不料卻發(fā)現(xiàn)，石頭不但沒有越升越慢，反而在加速上升。

這哪里是石頭？分明是火箭嘛！

而火箭之所以能夠加速上升，那是必須要有燃料的，也就是說，需要能量。

直到今天，全世界天文學(xué)家、物理學(xué)家都無法解釋宇宙加速膨脹的現(xiàn)象，他們認(rèn)為必定存在某種未知的能量，在推動宇宙加速膨脹。

這種能量，現(xiàn)在被稱為“ 暗能量 ”。

發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

如果宇宙膨脹一直這么加速下去，那么宇宙的最終命運(yùn)將是“ 大撕裂 ”。

所有天體都會解體。

不僅天體，所有的物質(zhì)，包括原子，甚至質(zhì)子、中子都會解體。

宇宙不僅會熱寂，沒有事件發(fā)生，也不會有物體存在。

和大擠壓的奇點(diǎn)異曲同工：一切皆毀于無形。

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補(bǔ)充一種非主流理論：

有一種理論認(rèn)為，宇宙是振蕩的，像彈簧一樣，一段時(shí)間膨脹，一段時(shí)間收縮，用圖形來表示的話，就是一個(gè)正弦波。而我們目前正好處于一個(gè)膨脹周期內(nèi)的加速階段。

這個(gè)理論看起來很美，宇宙也不用毀滅了，也不需要解釋為什么會發(fā)生大爆炸了。

但這個(gè)理論目前沒有得到任何證據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：