宇宙可能在 330 亿年后终结

这项研究将广域宇宙学巡天的观测结果与一个特定的理论框架相结合。研究小组拟合了一个模型，其中超轻类轴子场与我们熟知的宇宙学常数（ΛCDM 模型中的 Λ）相互作用。他们的最佳拟合参数在结合最近对暗能量状态方程的测量结果后，倾向于在该模型中存在一个负的有效宇宙学常数。负的 Λ 会导致万有引力在宇宙尺度上占据上风，从而引发膨胀逆转并导致最终的“大挤压（big crunch）”。作者报告称，在该模型下，宇宙的基准寿命约为 330 亿年。

为什么新数据至关重要

二十年来，标准的宇宙学图景一直简单而稳健：正的宇宙学常数产生无限持续的加速膨胀，通向一个寒冷、空旷的未来，通常被称为“大冻结（big freeze）”。但近期发布的大型数据集——特别是那些绘制了重子声学振荡、超新星距离和大尺度星系聚类的数据集——开启了一种可能性，即暗能量状态方程 w 可能不同于纯真空能量所预期的恒定值 w = −1。几项独立的分析发现，观测结果与纯宇宙学常数之间存在轻微但不可忽视的张力，正是这些张力使得诸如轴子提案之类的动力学模型能够产生在性质上完全不同的晚期结局。

轴子扮演什么角色？

数据与时间线直观解读

• 当前的宇宙年龄：约 138 亿年。
• 在“轴子 + 负 Λ”情景下模拟的总寿命：自大爆炸起约 330 亿年。
• 膨胀将在大约 110 亿年后达到极大值；随后进入收缩阶段，并最终在距今约 200 亿年后以大挤压告终。

重要注意事项

这一结果引人注目，但远非关于宇宙命运的定论。首先，负宇宙学常数的推断是在一个包含额外自由度（轴子）的特定模型中产生的。不同的参数化方案或模型可以在不需要 Λ<0 的情况下拟合相同的数据。其次，目前对暗能量状态方程的测量在某些数据集组合中显示出几个 sigma 水平的动力学行为迹象，但这些张力较为缓和且依赖于模型；它们尚未被普遍接受为真空能量随时间变化的决定性证据。第三，宇宙学参数估计中的简并性（即不同的参数组合产生相似的观测结果）意味着替代解释仍然是合理的。简而言之：该研究有趣且具有合理性，但仍属初步结论。

其他可能的宇宙终点

宇宙学家继续权衡几种在性质上不同的晚期情景，包括：

“轴子 + 负 Λ”导致的大挤压是这一选项菜单中的一种——既独特又富有戏剧性，但并非唯一。每种情景都取决于尚待后续观测和理论验证的假设。

为什么这很重要——以及接下来会发生什么

确定宇宙的命运不仅仅是一项关于宇宙琐事的练习：它触及了当代物理学中最深层的未知领域——暗能量的本质及其与基本场的关系。将万物终结的时间定在几百亿年后的提议，展示了快速改进的数据集如何让理论家将以前的哲学问题转化为可以验证的定量假设。

在接下来的几年里，一系列实验和巡天将使这一图景更加清晰：来自 DESI 的更多数据发布、对 Ia 型超新星样本的重新分析，以及来自 Euclid、SPHEREx 和 Vera Rubin Observatory 的观测，预计将减少参数的不确定性，并测试是否真的需要动力学暗能量。如果重复的、与模型无关的暗能量演化史重构继续指向背离纯宇宙学常数的结论，那么轴子类机制将需要得到更密切的关注；否则，标准的 ΛCDM 图景将重拾其主导地位。

底线结论

脱离语境而声称“一切都将在特定日期消失”是一种夸大其词。一项最新的、有据可查的理论分析表明，在一个与近期巡天数据相匹配的合理的“轴子加宇宙学常数”模型中，宇宙可能会发生逆转，并在约 330 亿年后以大挤压告终。但这一结论严格取决于模型选择以及仍处于积极审查中的数据。未来十年的观测将具有决定性意义，告诉我们这一戏剧性的结论是从推测的可能性走向稳健的预测，还是宇宙另有一个更安静的归宿。

James Lawson 是 Dark Matter 的科学记者，报道物理、太空和新兴技术。他拥有伦敦大学学院（University College London）的理学硕士（科学传播）和理学学士（物理学）学位，现居英国。