「從混沌的宇宙到未來的世界，萬物有始有終。」——布森特

仔細想一下，有什麼你知道的東西是永恆的？沒有吧！就連以前稱為的恆星，現在也不「恆」了。那宇宙呢？在大爆炸框架下，它有開始就有結束。你可能會認為能量（物質）守恆，重子數守恆，但是它們要是超出了我們的可觀測宇宙和我們脫離了因果聯繫，我們也會失去它們。今天我們就說下宇宙的未來，以及為什麼說在未來的天空中我們只能看到一個星系？

北半球的冬天來了，但還會有春天，但宇宙呢？

現在的時節，生活在北半球的人們，尤其是緯度比較高的地區，已經感受到了冬天滿滿的惡意！在未來的幾個月更甚，寒流、冰凍和暴風雪將席捲整個北半球。

但我們從來不會擔心，天越來越冷，大地永遠不再回春，甚至是溫度低到絕對零度！因為我們可以絕對肯定地說，寒冷只是暫時的，幾個月後春天肯定會悄然而至！

在冬至之前北方的天只會越來越冷，因為北半球正在遠離太陽。在接下來的幾個月里，北半球將再次向太陽傾斜，隨著陽光直射的增加，溫度也會隨之升高。

是的！我們有太陽，但整個宇宙呢？隨著時間的推移，當它慢慢失去自身的溫度，誰來溫暖它？這實際上是一個終極問題：宇宙的命運是什麼？為了理解結局問題，我們必須回到起源的問題。畢竟一個東西怎麼來的，就大致決定了它是怎麼沒的。

在沒有發現暗能量的時候，我們認為的宇宙命運

按現在的觀測理解，宇宙可能來自大爆炸，這個模型告訴我們，目前所知的宇宙包括所有的物質和輻射都是從一個熱的、密集的、膨脹的階段開始，一直到現在冷的，稀疏的狀態，唯一沒有變得就是宇宙還在膨脹，但從「嘭的一聲」開始宇宙的膨脹速度一直在減慢。

當我們聽到「宇宙正在膨脹」的時候，腦海里可能會浮現出這樣一幅畫面。也許是星系附著在氣球的表面被吹起來；也許是烤麵包時里的葡萄乾；也許是一個充了空氣的肥皂泡，或者是其他類似膨脹的東西。

所有我們能想到的畫面都只是對廣義相對論數學框架的類比，或者是用二維平面對三維空間的類比，真實的空間是怎樣增長的，我們確實想像不出來！但是我們已經知道了有兩件事決定了宇宙的膨脹：

• 1、所有不同形式的能量密度。這包括普通物質、暗物質、暗能量、中微子、光子、宇宙弦、磁疇、磁單極子，以及任何你能想像到的更加奇特的物質。

• 2、在特定的時間裡，宇宙的膨脹率是多少。

下面我們就說下宇宙的膨脹特性是如何隨著時間演變的。

簡單地說，有三種可能性。隨著宇宙的不斷膨脹，粒子的總數保持不變，但體積卻在不斷增加，這意味著能量密度在下降，由於膨脹率取決於能量密度，所以膨脹率也在下降。基於此，這裡有三種（簡單的）可能性：

• 宇宙膨脹速度太慢。如果膨脹率在任何時候都低於某個臨界值（由能量密度決定），膨脹率將在有限的時間內降到零。在引力的作用下，宇宙將進入一個收縮而不是膨脹的階段，在一個大的收縮中重新崩塌。這就是一個「火」的命運，因為大爆炸遺留下來的輻射會重新升溫，物質密度會不斷升高，最後把所有已知的物體都重新融合到一起。

• 宇宙膨脹得太快。如果膨脹率高於由能量密度決定的臨界值，也就是說宇宙中根本沒有足夠的「物質」來阻止膨脹，整個宇宙將永遠膨脹下去。雖然膨脹率會下降，但永遠不會達到零值，而是一個非零的正值，相反，我們會發現自己生活在一個「開放的宇宙」中。這種情況的宇宙命運被稱為熱寂，或「冰」的場景。

• 宇宙膨脹得恰到好處。如果膨脹率恰好是由能量密度決定的臨界值，膨脹率就會無限的趨近於零，但永遠達不到零值。宇宙中只要多一個或少一個粒子，就會得到上面的第一種或第二種情況，這種情況會導致宇宙最慢的熱寂。

以上的可能都說明了一件事，就是宇宙初始條件，直接影響了宇宙的命運！而且以上的這些場景對初始條件非常非常敏感，下面我們來看看早期宇宙中的膨脹率的「不同」，就給出一個非常不同的宇宙。

其實以上三種不同曲線的膨脹率僅僅差了10^24分之一不到！就意味著宇宙命運的巨大差別，一個幾乎是今天的兩倍大的宇宙，和一個已經重新崩塌的宇宙！事實證明膨脹率和能量密度配合的恰到好處，宇宙感覺像是微調過一樣，我們的宇宙完全屬於第三種可能！

但是，你肯定也注意到了，我們忽略了暗能量的存在，如果有暗能量，第三種場景就不太正確了，需要一點點修正！

暗能量下的宇宙命運

膨脹率不是趨向於零，而是趨向於一個小而有限的值！ 這是一個非常非常重要的變化，因為暗能量加速了宇宙冰冷命運的到來！隨著宇宙的繼續膨脹，膨脹率不會下降，而是保持著顯著性穩定性，因此當時間流逝兩倍時，某物的距離就會增加一倍；當時間流逝三倍時，它就遠離六倍的距離；當四倍的時間時，就是八倍的距離，依此類推！

也就是說星系之間的距離開始以指數級的方式增加，就像上面概述的那樣。這意味著任何一個現在不受引力束縛的星系，包括宇宙中所有的大星系團和本地星系群以外的天體，都將隨著時間的推移加速遠離我們。 這就是為什麼我們稱之為加速的宇宙！我們需要知道的是，即使膨脹率本身沒有增加，情況也是如此；如果膨脹率增加，膨脹的速度也會以指數的方式增長！

這一切都是因為暗能量的存在：一種空間自身固有的能量！與隨著宇宙膨脹而稀釋的物質和輻射不同，暗能量相當於宇宙常數，因為即使宇宙繼續膨脹，暗能量密度也保持不變！

為什麼說在未來的天空中我們只能看到一個星系？

我們宇宙不只是在熱寂中結束，而且會以最快的速度讓熱寂到來！在未來上圖中的每一個星系都將從我們的視野中消失，就目前來說其中的許多星系即使是現在我們以光速旅行也已經無法到達它們，因為它們目前的退行速度比光速還要快！雖然如此，我們也不必擔心，因為這是一個非常非常漫長的過程，而且在未來很長一段時間裡，我們自己的本星系群將會發生大量有趣的事情。

我們都知道，也是經常說的一件事，本星系群中的所有物體，包括一萬億顆恆星，甚至更多的行星、氣體和暗物質最終會合併成一個巨大的宇宙「怪獸」，也就是說到那時如果地球上還有倖存在人類的話，他們仰望星空，只能看到宇宙中只有一個星系，那就是自己所處的巨大橢圓星系。我們真的無法想像，到時的人類有多麼的困惑，浩瀚的宇宙中什麼也沒有，這怎麼解釋？只能說窮盡所有的智慧都不可能得出任何正確的答案。

即使是我們現在，由於宇宙的加速膨脹，可觀測宇宙97%的星系即使是光速旅行已經不可到達了。也可以說它們發出的光也永遠無法到達我們。這一切都是暗能量惹的禍。