可憐的是 1000 億年後生活在我們星系中的天文學家,因為他們將無法探測到啟動已知宇宙的宇宙大爆炸的任何蛛絲馬跡。研究人員表示,屆時宇宙的失控膨脹將像蒲公英絨毛一樣將宇宙大爆炸的所有證據吹散在風中。隨之消失的還有宇宙學,即研究宇宙的起源和演化的學科。但在過於沾沾自喜之前,請注意我們也可能無法瞭解早已消失的其他謎團的證據。
宇宙學家們透過思考暗能量的後果,將自己置身於未來同行的境地。暗能量是一種神秘的力量,於 1998 年被發現,似乎正以穩步增長的速度將星系拉開。最終,這種加速的空間膨脹將以超過光速的速度將星系彼此拉開,使我們的星系及其近鄰孤立在廣闊的黑暗之中。
卡斯西儲大學的宇宙學家勞倫斯·克勞斯說,在這個過程中,目前宇宙大爆炸的所有證據都將消失或被稀釋到難以察覺的程度。克勞斯與範德比爾特大學物理學家羅伯特·舍勒一起研究了這個想法。“這將導致他們對宇宙的執行得出錯誤的結論。宇宙看起來將是靜態的,這是大錯特錯的,因為宇宙正在以極快的速度膨脹,以至於他們無法看到它。”
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以膨脹本身為例,埃德溫·哈勃於 1929 年首次從遙遠超新星的紅移中識別出膨脹。隨著空間像氣球一樣膨脹,它將光譜中較藍一側的光的波長拉伸到紅色一側。克勞斯說,在大約 1000 億年後,來自後退星系的光將被拉伸得像太妃糖一樣,波長將超過我們星系的長度(10 萬光年),因此望遠鏡將無法探測到。
宇宙微波背景輻射是大爆炸後物質第一次閃光留下的殘餘物,它也將遭受類似的命運。克勞斯說,隨著其波長的膨脹,輻射將開始被星際塵埃吸收,可能變得與其他光源無法區分。
也告別對宇宙中所有物質中氫同位素氘的相對丰度的瞭解吧,宇宙學家認為,宇宙大爆炸最初在大約一秒鐘大的時候就確定了氘的丰度。克勞斯說,研究人員透過測量來自遙遠類星體的光穿過星際氣體的光來計算天空中氘的含量。但是暗能量會將類星體和氣體都散射到我們的觀測範圍之外。
克勞斯和舍勒最近因其工作在引力研究基金會贊助的年度論文競賽中獲獎。該論文計劃發表在 10 月份的《廣義相對論與引力》雜誌上。
那麼遙遠未來的潛在宇宙學家將能夠說些什麼呢?克勞斯說,恆星或行星的運動可能會引導他們得出廣義相對論,即現代引力理論,而核物理學將告訴他們這些恆星已經存在了數十億年。然而,他們不會意識到,他們可見的宇宙只是一個星系團,位於廣闊而稀疏的星系海洋中。
克勞斯說,儘管我們可能比他們知道得多得多,但也不能保證我們已經掌握了完整的圖景。他說,我們之所以發現暗能量,是因為我們生活在一個“特殊”的時期,在這個時期,這種神秘的影響既不太弱也不太強以至於無法觀察到。“這幾乎是宇宙歷史上唯一可以探測到它的時期,這真的很奇怪,”他說。“也許有些我們無法觀察到的重要事物會對宇宙的未來產生巨大的影響。”