可怜的是 1000 亿年后生活在我们星系中的天文学家,因为他们将无法探测到启动已知宇宙的宇宙大爆炸的任何蛛丝马迹。研究人员表示,届时宇宙的失控膨胀将像蒲公英绒毛一样将宇宙大爆炸的所有证据吹散在风中。随之消失的还有宇宙学,即研究宇宙的起源和演化的学科。但在过于沾沾自喜之前,请注意我们也可能无法了解早已消失的其他谜团的证据。
宇宙学家们通过思考暗能量的后果,将自己置身于未来同行的境地。暗能量是一种神秘的力量,于 1998 年被发现,似乎正以稳步增长的速度将星系拉开。最终,这种加速的空间膨胀将以超过光速的速度将星系彼此拉开,使我们的星系及其近邻孤立在广阔的黑暗之中。
卡斯西储大学的宇宙学家劳伦斯·克劳斯说,在这个过程中,目前宇宙大爆炸的所有证据都将消失或被稀释到难以察觉的程度。克劳斯与范德比尔特大学物理学家罗伯特·舍勒一起研究了这个想法。“这将导致他们对宇宙的运行得出错误的结论。宇宙看起来将是静态的,这是大错特错的,因为宇宙正在以极快的速度膨胀,以至于他们无法看到它。”
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以膨胀本身为例,埃德温·哈勃于 1929 年首次从遥远超新星的红移中识别出膨胀。随着空间像气球一样膨胀,它将光谱中较蓝一侧的光的波长拉伸到红色一侧。克劳斯说,在大约 1000 亿年后,来自后退星系的光将被拉伸得像太妃糖一样,波长将超过我们星系的长度(10 万光年),因此望远镜将无法探测到。
宇宙微波背景辐射是大爆炸后物质第一次闪光留下的残余物,它也将遭受类似的命运。克劳斯说,随着其波长的膨胀,辐射将开始被星际尘埃吸收,可能变得与其他光源无法区分。
也告别对宇宙中所有物质中氢同位素氘的相对丰度的了解吧,宇宙学家认为,宇宙大爆炸最初在大约一秒钟大的时候就确定了氘的丰度。克劳斯说,研究人员通过测量来自遥远类星体的光穿过星际气体的光来计算天空中氘的含量。但是暗能量会将类星体和气体都散射到我们的观测范围之外。
克劳斯和舍勒最近因其工作在引力研究基金会赞助的年度论文竞赛中获奖。该论文计划发表在 10 月份的《广义相对论与引力》杂志上。
那么遥远未来的潜在宇宙学家将能够说些什么呢?克劳斯说,恒星或行星的运动可能会引导他们得出广义相对论,即现代引力理论,而核物理学将告诉他们这些恒星已经存在了数十亿年。然而,他们不会意识到,他们可见的宇宙只是一个星系团,位于广阔而稀疏的星系海洋中。
克劳斯说,尽管我们可能比他们知道得多得多,但也不能保证我们已经掌握了完整的图景。他说,我们之所以发现暗能量,是因为我们生活在一个“特殊”的时期,在这个时期,这种神秘的影响既不太弱也不太强以至于无法观察到。“这几乎是宇宙历史上唯一可以探测到它的时期,这真的很奇怪,”他说。“也许有些我们无法观察到的重要事物会对宇宙的未来产生巨大的影响。”