倒放:宇宙会收缩吗,暗能量会变吗

最新观测对暗能量是否随时间减弱有偏好,但还不确定。这一页讲结局「倒放」背后的真实科学。

宇宙会不会有一天停止膨胀,反过来收缩?这取决于暗能量。DESI 在 2025 年的数据,以 2.8 到 4.2 个标准差偏好“暗能量随时间减弱”,但还没有达到确认所需的 5 个标准差。标准差越多,说明数据越不像是偶然的巧合;5 个标准差是确认所需的门槛。所以这还不是结论,只是一个值得继续看的信号。游戏里的结局「倒放」,把这个可能性推到极端:暗能量变成负的,宇宙收缩,甚至“记得”上一轮。

这一页先说怎么解锁,再讲“大挤压”的真实含义、膨胀与暗能量的发现史,并明确哪些是虚构。

怎么解锁

  • 提示:如果暗能量不是常数呢?
  • 条件:点亮“大挤压”,然后见证宇宙终局。
  • 奖励:下一个宇宙的“原初宇宙”产出 ×20,直到这个时代结束(回响)。

结局属于“物理”类。奖励的名字叫“回响”:下一个宇宙的“原初宇宙”产出变成 20 倍,只持续到那个时代结束为止。解锁它的关键是“大挤压”这个节点,也就是暗能量变成负的那一支设想。

大挤压是什么

如果暗能量变成负的,膨胀会停下来,然后反转。宇宙微波背景会重新变热,星系彼此靠近,最后一切回到一个点。这就是“大挤压”节点所说的情景。

膨胀是怎么发现的

  • 理论先行:弗里德曼从广义相对论推出宇宙可以膨胀或收缩,比观测证据早了七年(Friedmann,《Zeitschrift für Physik》1922)。
  • 原始原子:勒梅特独立提出宇宙在膨胀,后来又设想宇宙起源于一个“原始原子”,这是大爆炸理论的雏形(Lemaître,《Annales de la Société Scientifique de Bruxelles》1927)。
  • 观测证实:星系离我们越远,退行得越快,宇宙不是静止的(Hubble,《PNAS》1929)。

暗能量是怎么登场的

用遥远的超新星当“标准烛光”,发现宇宙膨胀在加速,暗能量从此登场,该工作获 2011 年诺贝尔奖(Riess 等,《The Astronomical Journal》1998)。另一支团队独立得出同样结论:宇宙中有一种推动加速膨胀的能量(Perlmutter 等,《The Astrophysical Journal》1999)。

普朗克卫星测量了宇宙微波背景的细微起伏,给出迄今最精确的宇宙参数:年龄约 138 亿年,普通物质只占约 5%,暗物质约 27%,其余是暗能量(Planck Collaboration,《Astronomy & Astrophysics》2020)。

宇宙的远期命运

另一项研究推算了宇宙在万亿年乃至更久之后的命运:恒星熄灭、质子或许衰变、黑洞最终蒸发(Adams 与 Laughlin,《Reviews of Modern Physics》1997)。这是目前被认真推算过的一种远期图景。游戏里的“倒放”,则是把另一种可能推到了极端。

游戏设定,不是真的

暗能量会变负、宇宙会收缩并“记得”上一轮,都是虚构。刘慈欣的《宇宙坍缩》(1999 年)写的是一位天文学家预言宇宙将在某个精确的时刻由膨胀转为收缩,人们聚在观测站里等待那一刻,以及它带来的时间倒流。它的科学背景是:宇宙是否会重新收缩取决于暗能量;收缩时时间会倒流没有物理依据。

相关的真实研究

上面的几项膨胀与暗能量研究,是相关的真实科学,它们不能证明宇宙会收缩,只是这个结局所涉及的物理背景。

想读原文,可以搜这些题目

  • Friedmann(1922):《Über die Krümmung des Raumes》,大意是“论空间的曲率”
  • Lemaître(1927):《Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant》,大意是“质量恒定、半径增长的均匀宇宙”
  • Hubble(1929):《A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae》,大意是“河外星云的距离与视向速度之间的关系”
  • Riess 等(1998):《Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant》,大意是“超新星观测证明宇宙在加速膨胀,并存在宇宙学常数”
  • Perlmutter 等(1999):《Measurements of Omega and Lambda from 42 high-redshift supernovae》,大意是“用 42 颗高红移超新星测量 Omega 和 Lambda”
  • Planck Collaboration(2020):《Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters》,大意是“普朗克 2018 年结果之六:宇宙学参数”
  • Adams 与 Laughlin(1997):《A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects》,大意是“垂死的宇宙:天体物理对象的长期命运与演化”

真实依据

  • DESI 2025 年的数据以 2.8 到 4.2 个标准差偏好「暗能量随时间减弱」,但还没有达到确认所需的 5 个标准差。

  • 大挤压:如果暗能量变成负的,膨胀会停下来,然后反转。宇宙微波背景会重新变热,星系彼此靠近,最后一切回到一个点。

  • 《宇宙坍缩》(刘慈欣,1999 年)的科学背景:宇宙是否会重新收缩取决于暗能量;收缩时时间会倒流没有物理依据。

相关研究

这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。

  • 宇宙在膨胀:哈勃发现星系离我们越远,退行得越快。宇宙不是静止的,它在膨胀。

    出处:Hubble, PNAS 1929, "A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae"

  • 弗里德曼宇宙:弗里德曼从广义相对论推出宇宙可以膨胀或收缩,比观测证据早了七年。

    出处:Friedmann, Zeitschrift für Physik 1922, "Über die Krümmung des Raumes"

  • 原始原子:勒梅特独立提出宇宙在膨胀,后来又设想宇宙起源于一个“原始原子”,这是大爆炸理论的雏形。

    出处:Lemaître, Annales de la Société Scientifique de Bruxelles 1927, "Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant"

  • 加速膨胀:用遥远的超新星当“标准烛光”,发现宇宙膨胀在加速。暗能量从此登场,获 2011 年诺贝尔奖。

    出处:Riess et al., The Astronomical Journal 1998, "Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant"

  • 42 颗超新星:另一支团队独立得出同样结论:宇宙中有一种推动加速膨胀的能量。

    出处:Perlmutter et al., The Astrophysical Journal 1999, "Measurements of Omega and Lambda from 42 high-redshift supernovae"

  • 宇宙的配方:普朗克卫星给出迄今最精确的宇宙参数:年龄约 138 亿年,普通物质只占约 5%。

    出处:Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"

  • 宇宙的终章:推算了宇宙在万亿年乃至更久之后的命运:恒星熄灭、质子或许衰变、黑洞最终蒸发。

    出处:Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"

  • 宇宙的配方:普朗克卫星测量了宇宙微波背景的细微起伏:普通物质约占宇宙总能量的 5%,暗物质约 27%,其余是暗能量。

    出处:Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"

游戏设定(虚构)

  • 暗能量会变负、宇宙会收缩并「记得」上一轮,都是虚构。
  • 小说《宇宙坍缩》概述:一位天文学家预言宇宙将在某个精确的时刻由膨胀转为收缩,人们聚在观测站里等待那一刻,以及它带来的时间倒流。