宇宙一直在膨胀,那么将来会不会因为某种原因收缩回去?
一个好问题,因为它曾经是天文学领域里几个最重大的基本问题之一,也是许多天文学家花费毕生精力都想弄清楚的问题。

*********
试想一下你朝天上扔一块石头,虽然一开始石头是在不断向上飞的(可以理解为地球-石头系统在膨胀),但在引力作用下,石头最终还是会掉头向下(系统重新收缩)并落到地面上。
你扔石头的速度越快,石头在掉头向下之前就可以飞得越高。在忽略空气阻力的情况下,如果石头的初始速度超过了第二宇宙速度,那么它就永远不会掉下来了,而是不断升高,或者说,地球-石头系统就会永远膨胀,虽然它会膨胀得越来越慢(石头在地球引力作用下会不断减速),但永远不会停止。
在扔石头的模型中,地球的质量和引力是已知的,我们在计算的时候主要考虑的是需要以多块的速度扔石头。而在宇宙模型中则正好相反:宇宙膨胀的速度是已知的(通过测量遥远天体的红移得到),但我们并不知道宇宙的质量是多少。

如果宇宙质量很大,那么引力提供的减速作用就足够强,会导致宇宙最终停止膨胀,重新收缩。对于宇宙的这种结局,天文学家称为“大挤压”:星系和恒星越来越靠近,宇宙的温度也会越来越高,最后所有物质会重新收缩到一个奇点,我们将毁于无形。
如果宇宙质量不够大,那么宇宙就会永远膨胀下去,天体间的距离越来越远,直到再也互相看不见。同时,宇宙温度越来越低,能量分布越来越均匀,熵也越来越高。最终的结果,宇宙中再也没有能量差异和能量流动,整个宇宙跟死了一样,不会有任何现象发生,宇宙的这种结局被称为“热寂”。
总之,在20世纪末之前,天文学家能够想到的宇宙的结局就是上面这两种:无论如何,因为引力的作用,宇宙的膨胀都会越来越慢,唯一不确定的是膨胀究竟会不会最终停止并反转。
*********
既然这个问题引起了天文学家的好奇心,那么他们就开始着手研究了。
在比较早的时候,天文学家曾经以为宇宙中绝大部分质量都集中在恒星里,而恒星的质量可以通过其光度(光度可以理解为实际的亮度)计算出来,而光度又可以通过亮度(天体的亮度是指它在地球上看起来的亮度)和距离来计算,因此天文学家会通过测量星系的总亮度来推算星系的质量,并进一步估算宇宙的总质量。
通过这种光学方法估算的宇宙总质量,远远低于刚好能把宇宙膨胀拉停的质量(临界质量),因此这时期天文学家认为宇宙膨胀永远不会停止,宇宙的最终命运是热寂。
后来天文学家通过研究星系自转速度的异常等现象发现了暗物质,并了解到暗物质的质量比所有可见物质的质量要高出好几倍,宇宙结局的问题又被重新重视起来了:可见物质加上暗物质的质量,非常非常接近让宇宙停止膨胀的临界质量,对测量误差的取舍都会改变最终结论。
那么宇宙到底是会停止膨胀并最终发生大挤压呢?还是会热寂?天文学家觉得需要更精确的测量手段才能解决这个问题。
*********
再后来,又有人有了新的思路。
既然我们无法通过观测可见物质的数量和暗物质的多少来精确获知宇宙的总质量,那么我们是否可以通过测量这些质量造成的引力效应来精确测定它们呢?
具体方法是:通过测量宇宙过去的膨胀速度,并与现在的膨胀速度对比,就可以计算出宇宙膨胀的加速度,从而得到引力的大小。
宇宙过去的膨胀速度?这要怎么测呢?我们又不能穿越到过去……
其实不难。现代望远镜技术的强大,足以让我们看到几亿光年、几十亿光年甚至一百多亿光年远的星系,并且,我们看到的正是它们几亿年前、几十亿年或者一百多亿年前的情景。
这就意味着,如果我们观察一百亿光年远的星系远离我们的速度,再对比一亿光年远的星系远离我们的速度,就可以算出这99亿年间宇宙膨胀速度的变化。
天文学家信心满满,他们认为很快就可以知道宇宙从早期到现在,膨胀速度究竟降低了多少……
1998年,测量的结果出来了。
然后,天文学家们的眼镜碎了一地。
他们发现,早期宇宙的膨胀速度,居然还没有现在快。
宇宙竟然在加速膨胀!!!
……
这就好比,你向天上扔了块石头,想看看它向上的速度是怎么逐渐降低的,不料却发现,石头不但没有越升越慢,反而在加速上升。
这哪里是石头?分明是火箭嘛!
而火箭之所以能够加速上升,那是必须要有燃料的,也就是说,需要能量。
直到今天,全世界天文学家、物理学家都无法解释宇宙加速膨胀的现象,他们认为必定存在某种未知的能量,在推动宇宙加速膨胀。

这种能量,现在被称为“暗能量”。
发现宇宙加速膨胀的两个团队,获得2011年诺贝尔物理学奖。
如果宇宙膨胀一直这么加速下去,那么宇宙的最终命运将是“大撕裂”。
所有天体都会解体。
不仅天体,所有的物质,包括原子,甚至质子、中子都会解体。
宇宙不仅会热寂,没有事件发生,也不会有物体存在。
和大挤压的奇点异曲同工:一切皆毁于无形。
=========
补充一种非主流理论:
有一种理论认为,宇宙是振荡的,像弹簧一样,一段时间膨胀,一段时间收缩,用图形来表示的话,就是一个正弦波。而我们目前正好处于一个膨胀周期内的加速阶段。
这个理论看起来很美,宇宙也不用毁灭了,也不需要解释为什么会发生大爆炸了。
但这个理论目前没有得到任何证据支持。
大家都在看
-
精妙绝伦的宇宙探索未解之谜 6个精妙绝伦的宇宙未解之谜,颠覆认知的星际谜题至今无解!宇宙浩瀚如穹顶,藏着无数超越想象的奥秘。从神秘的暗物质到诡异的黑洞奇点,从外星文明的猜想 to 宇宙的终极命运,这些未解之谜既牵动着科学家的探索神经 ... 宇宙探索12-03
-
用我们能读得懂的语言走进宇宙前沿知识——引力的了解和探索之中 在人类探索宇宙的漫长历史中,我们逐渐掌握了更多宇宙的秘密,宇宙的运行规则最终被归结为四种力,它们都非常神秘,难以理解,是宇宙探索的最前沿理论。而它们之中,引力与我们最为接近,也最容易被我们理解。它既是 ... 宇宙探索12-02
-
【标题】天文与宇宙探索带你走进神秘的星空世界,揭开宇宙的秘密 嘿,朋友们!你有没有想过,天上的那些星星到底藏着什么秘密?为什么我们能看到那么多星座?人类又是怎么一步步走进浩瀚宇宙的?今天就带你深入了解一下天文和宇宙探索的那些事,让你对星空有更酷、更震撼的认识!说 ... 宇宙探索12-02
-
70年后人类如何探索宇宙?中国科技馆“筑梦星球”展提供科幻答案 中新网北京12月1日电 (记者 孙自法)70年之后,人类会取得哪些重大科技突破?人们将如何进一步探索和利用宇宙空间?……中国科技馆最新推出的“筑梦星球”科幻主题展览,为这些问题准备了答案。最新推出的“筑梦星球 ... 宇宙探索12-02
-
从1912到2025,宇宙射线起源探索终突破,中国观测站功不可没 本文内容均是根据权威材料,结合个人观点撰写的原创内容,辛苦各位看官支持。2025年11月,四川稻城亚丁海拔4410米的高原上,LHAASO观测站的探测器突然记录到一串异常数据。这个由数千个闪烁体和水切伦科夫探测器组成 ... 宇宙探索11-30
-
无限与樊笼:论宇宙探索中的人类认知边界 文/星火燎原 在浩渺无垠的宇宙长河中,我们所在的银河系,是一个拥有数千亿颗恒星、横跨十万光年的宏伟天体系统。在其旋臂之上,我们的太阳、我们的地球,不过是这亿万分之一的微光。在人类有限的感知中,银河系的尺 ... 宇宙探索11-29
-
地球存在如此多威胁人类的问题,为什么还要投资探索宇宙呢? 当森林大火吞噬加州社区、气候变化威胁全球稳定、流行病挑战公共卫生体系时,质疑天文学研究价值的声音显得合情合理。毕竟,在2025年1月的加州山火中,损失超过2500亿美元,而美国林务局的年度预算却不足100亿美元。在这 ... 宇宙探索11-29
-
中国航天再破局!卫星天团探索宇宙,千年谜题即将揭晓 哈喽大家好,今天小无带大家聊聊最近全网沸腾的航天大动作!2025年11月24日下午,北京怀柔科学城一场发布会直接把全网炸翻了!没有流量明星,没有花边新闻,就靠一个十五五太空探源科学卫星计划,网友们的留言直接刷 ... 宇宙探索11-28
-
中国“太空天团”将出征!四颗卫星开启宇宙终极探索之旅 当你仰望星空,是否好奇宇宙如何诞生、地球是否孤独、黑洞真面目究竟是什么?我国“十五五”期间(2026-2030)将发射四颗卫星,直击这些人类的终极疑问。在宇宙探索的征程上,中国正迈出震撼一步。“鸿蒙计划”卫星 ... 宇宙探索11-27
-
宇宙有多大:探索无垠星海的奥秘 在我们仰望星空的那一刻,常常会被浩瀚的宇宙所震撼。无数的星星闪烁着微弱的光芒,似乎在诉说着古老而神秘的故事。然而,宇宙的真正规模和奥秘,却远远超出了我们的想象。本文将带你走进宇宙的浩瀚,探索它的大小、 ... 宇宙探索11-24
相关文章
- 太空科技强国:探索宇宙的未来之路
- 空间站:人类探索宇宙的新前沿
- 利多星智投:从大气层内到宇宙深空的探索——航空航天入门指南
- 实践三十号卫星的成功发谢,为人类探索宇宙奠定了基础
- 探索宇宙的奥秘::从地球到星际的奇幻旅程
- 火星变“地球2.0”要多久?为什么比想象中更难一万倍?
- 人类文明仅1秒,凭什么敢探索138亿年的宇宙?
- 浑天仪:凝聚古人探索宇宙的智慧(字载匠心·惊艳时光的中国智慧)
- 从一束激光到量子奇迹:普通人也能看懂的纠缠实验全解读
- 人类是怎么用望远镜探索宇宙的?背后的原理到底是啥?
- 全国仅十几所!这 5 所天文学强校含金量拉满,探索宇宙就选它们
- 国内天文学三强高校深度解析:A + 学科背后的宇宙探索密码
- 宇宙探索:从火箭到火星的太空旅
- “多维宇宙探索”启幕,2025上海城市空间艺术季浦东分展区点亮张江
- 11部史诗级星际电影:探索宇宙的不同视角你看过几部?
- 探索“多维宇宙”,2025上海城市空间艺术季浦东分展区点亮张江
- 光速飞行未必能逃离银河,人类探索宇宙有多艰难?
- 中微子实验国际合作增进认知 或助力探索宇宙正反物质不对称
- 探索宇宙,亚毫米波不应成为“盲点”
- 你所看到的宇宙,或许只是幻影?全息宇宙理论颠覆认知!
热门阅读
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临 07-11
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
