宇宙的最终命运很可能是一种被称为“热寂”的状态，即随着宇宙不断膨胀，所有恒星燃尽，最终陷入一片寒冷和黑暗。然而，最新的观测数据，特别是来自 DESI 项目的结果，暗示暗能量可能并非恒定不变。如果暗能量随时间减弱或改变，宇宙的结局可能会截然不同，例如“大撕裂”或“大坍缩”。未来的观测项目将更精确地测量暗能量的性质，从而最终揭示宇宙将走向何方。
万物的终结：从恒星到黑洞
宇宙的“死亡”是一个漫长到难以想象的过程，它始于构成宇宙的基本单元。
- 恒星的熄灭： 宇宙中的恒星，包括我们的太阳，最终都会耗尽燃料。寿命最长的红矮星可以燃烧超过 100 万亿年。
- 恒星遗骸的冷却： 恒星死亡后会留下白矮星或中子星等致密天体。这些天体将花费极长时间（约 10¹⁴ 至 10¹⁶ 年）来冷却，最终变成不发光的黑矮星。
- 星系的瓦解： 在更长的时间尺度上（约 10¹⁹ 至 10²⁵ 年），引力相互作用会将行星和恒星遗骸从它们的星系中抛出。
- 黑洞的蒸发： 最后的宇宙天体——黑洞，也会通过霍金辐射慢慢蒸发。这个过程极为缓慢，一个太阳质量的黑洞需要 10⁶⁷ 年，而最重的超大质量黑洞则需要超过 10¹⁰⁰ 年才能完全消失。
宇宙膨胀与暗能量的角色
除了天体的消亡，宇宙的整体膨胀是决定其命运的关键因素。宇宙的膨胀速率由其内部的能量密度决定。
目前我们所知的宇宙成分包括：
- 物质 (约 32%)： 包括普通物质和暗物质。
- 暗能量 (约 68%)： 一种推动宇宙加速膨胀的神秘力量。
- 辐射和中微子 (约 0.1%)： 在当前宇宙中占比极小。
大约 60 亿年前，暗能量开始主导宇宙的膨胀。从那一刻起，只有在引力上已经紧密束缚的结构（如星系和星系团）能够保持完整，而更大尺度上的结构则被宇宙的加速膨胀分离开来。
标准结局：热寂 (Heat Death)
如果暗能量是一种宇宙学常数，即其能量密度恒定不变，那么宇宙的命运就是“热寂”。
在这种情景下，宇宙将永远膨胀下去，并且速度越来越快。星系团之间将相互远离，最终彼此消失在对方的视野之外。在大约 1000 亿年后，对于我们银河系中的观察者来说，除了本地星系群内的几个星系，宇宙将显得空无一物。这就是最被广泛接受的宇宙终极命运。
新证据动摇了标准模型
近期的观测数据对“暗能量是恒定不变的”这一假设提出了挑战。
- 哈勃张力： 不同测量方法得出的宇宙当前膨胀速率存在差异，暗示我们对宇宙学的理解可能不完整。
- DESI 数据： 这是目前关于宇宙大尺度结构的最好数据，它初步显示暗能量可能正在随时间减弱。
如果暗能量确实在演化，那么宇宙的结局将不再是注定的“热寂”。
其他可能的宇宙结局
暗能量的演化为宇宙的最终命运带来了几种截然不同的可能性。
- 大撕裂 (Big Rip): 如果暗能量的排斥力随时间增强，它最终会强大到撕裂一切。从星系团、星系、恒星和行星，直到最后的原子，都将被彻底分解。
- 大坍缩 (Big Crunch): 如果暗能量减弱并最终转变为引力，宇宙的膨胀将会停止，然后开始收缩。所有物质最终将坍缩回一个密度和温度极高的奇点。
- 真空衰变 (Vacuum Decay): 这是一个更奇特且令人不安的可能性。如果我们的宇宙处于一种不稳定的“假真空”状态，它可能随时通过量子隧穿效应衰变到一个更稳定的“真真空”状态。这个过程会产生一个以光速膨胀的“毁灭气泡”，瞬间摧毁其所到之处的一切。
未来观测将揭晓答案
要确定哪种结局才是宇宙的真正命运，关键在于获得更精确的观测数据，尤其是关于暗能量性质的数据。
以下几个即将运行或正在运行的项目将为我们提供前所未有的观测精度：
- 欧洲空间局的 Euclid 任务
- NASA 的 SPHEREx 任务
- NASA 的 Nancy Grace Roman 望远镜
- Vera C. Rubin 天文台
这些项目旨在以前所未有的精度绘制宇宙的大尺度结构，并将对暗能量的测量精度提高到 1% 的水平。它们的观测结果将最终帮助我们确定暗能量是否在演化，从而揭示宇宙的终极命运。