宇宙会怎样终结：从热寂到真空衰变

宇宙会怎样终结？目前观测最支持的答案是“大冻结”，也叫热寂：宇宙一直膨胀下去，恒星烧完，黑洞蒸发，最后只剩下极稀薄、接近绝对零度的粒子。原因是暗能量到现在看起来像一个常数，膨胀在加速，没有要停下来的迹象。大撕裂、大挤压、真空衰变都要多出一个现在没证据的前提。质子衰变则是大冻结里的一个“或许”：它会不会发生，要看还没被证实的大统一理论。

下面逐个说：各自需要什么条件，大约多少年以后，现在的证据站在哪边。

先看对比表

大冻结：目前最可能的结局

1998 年，Riess 等人和 1999 年 Perlmutter 等人，各自用遥远的超新星发现宇宙膨胀在加速，暗能量由此登场，这项工作获 2011 年诺贝尔奖。普朗克卫星 2018 年的结果给出宇宙年龄约 138 亿年，普通物质只占总能量的约 5%，暗物质约 27%，其余是暗能量。

如果暗能量一直是个常数，宇宙会永远膨胀。Adams 与 Laughlin 1997 年在《Reviews of Modern Physics》里推算了这条路：

1. 恒星继续形成到大约 10¹⁴ 年，气体用完，最后一批红矮星熄灭。
2. 剩下白矮星、中子星和黑洞，星系逐渐散掉。
3. 黑洞按霍金 1974 年（《Nature》）的发现，通过量子效应缓慢辐射能量。恒星质量的黑洞约 10⁶⁷ 年蒸发，最大的超大质量黑洞约要 10¹⁰⁰ 年。
4. 之后宇宙里只剩下极稀薄的光子、中微子和电子，温度无限接近绝对零度，再也没有能做功的能量差。这就是“热寂”。

这条路不需要任何新物理，只要现在的模型一直成立。所以它是默认答案。

大撕裂：暗能量越来越强

Caldwell、Kamionkowski 与 Weinberg 在 2003 年的《Physical Review Letters》里提出：如果暗能量的状态方程 w 小于 -1（他们叫它“幽灵能量”），它的密度会随时间增加。膨胀越来越猛，先把星系团撕开，再撕星系、恒星、行星，最后撕碎原子。论文里的例子是几百亿年量级，具体时间取决于 w 取多少。

目前的测量与 w 恰好等于 -1 相容，没有人确认过 w 小于 -1。所以大撕裂是一个有人认真算过、但没有证据支持的选项。

大挤压：宇宙反过来收缩

大挤压需要暗能量变成负的。那样膨胀会先停下来，然后反转：星系互相靠近，宇宙微波背景重新变热，最后一切回到一个点。

这是五种结局里唯一和近期观测直接挂钩的。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”，但确认一个发现要 5 个标准差，所以还不是结论。就算暗能量真的在减弱，也不等于会变成负的，更不等于宇宙一定收缩。想看这一页的细节，见 倒放：宇宙会收缩吗，暗能量会变吗。

真空衰变：真空本身塌掉

我们的“真空”也许不是最稳定的状态。按现有测量（希格斯粒子在 2012 年由 ATLAS 等实验在约 125 GeV 处发现），我们的真空可能是亚稳的，预期寿命约 10¹³⁹ 年。理论由科尔曼 1977 年和科尔曼与德卢西亚 1980 年给出：某处一旦出现更稳定的真空泡，就会以接近光速扩张，所到之处的物理规律全部改写。

这个数字比宇宙现在的年龄长得多，和我们没有实际关系。也有人问高能实验会不会引爆它：宇宙射线的能量早已远超任何对撞机，宇宙仍然好好的。更多内容见 真空衰变：宇宙的真空会崩塌吗。

质子衰变：大冻结里的“或许”

质子会死吗？超级神冈（Super-Kamiokande）探测器盯着几万吨水里的质子找了几十年，一次衰变都没看到，质子寿命因此至少有 10³⁴ 年。一些大统一理论预言质子会衰变，但这类理论没有被证实。

如果质子真的会衰变，大冻结会变样：白矮星和中子星里的物质也会慢慢消失，不必等到黑洞蒸发。如果不衰变，它们就一直在那里。质子衰变本身是个“或许”，不是一条独立的结局路线。详见 质子衰变：质子会死吗。

这些结局和暗物质有什么关系

暗物质约占宇宙物质的八成多，星系是在暗物质晕里形成的。它决定星系怎么聚集，但目前没有证据说它会改变宇宙的最终命运，大冻结、大撕裂、大挤压主要由暗能量说了算。暗物质是什么至今未知，见 暗物质是谁。

这些在《宇宙纪元》里怎么玩

《宇宙纪元》是一个硬科幻放置游戏，从宇宙诞生的最初一刻（见 原初宇宙时代）玩到宇宙终局，一共有 16 个结局。上面几种在游戏里都有对应：

• 「倒放」：点亮“大挤压”节点，暗能量变负，宇宙收缩。
• 「真空衰变」：点亮“引爆真空”。玩家亲手引爆是虚构，真实的真空泡不是人能点的。
• 「质子衰变」：选择守在终点，看着最后一个质子衰变。这个结局需要在现实中等待 24 小时，这是游戏设计出来的等待，不是物理实验的要求。
• 「婴儿宇宙」：在实验室造一个新宇宙。Farhi 与 Guth 1987 年认真研究过条件，真造出来是虚构，见 婴儿宇宙。

游戏里的结局效果是设定，不是科学结论。想知道每个结局怎么解锁，看 结局攻略，或者直接 去玩。

常见问题

宇宙会怎样终结？

目前观测最支持大冻结（热寂）：宇宙持续膨胀，恒星熄灭，黑洞蒸发，最后接近绝对零度。这个结论依赖暗能量基本不变，DESI 等实验仍在检验它。

大冻结、大撕裂、大挤压有什么区别？

三者都看暗能量。基本不变，是大冻结；越来越强，是大撕裂；变成负的，是大挤压。区别在于暗能量随时间怎么变，所以暗能量的测量最关键。

质子会衰变吗，宇宙会因此结束吗？

至今没人看到质子衰变，寿命下限是 10³⁴ 年。就算会衰变，它也只是让大冻结里的物质消失得更彻底，不会单独“终结”宇宙。

真空衰变明天会发生吗？

不会有明天发生的依据。按现有测量，预期寿命约 10¹³⁹ 年，远远长于宇宙现在的年龄。而且真空泡以接近光速扩张，到达之前也看不见，担心没有意义。

宇宙收缩和“宇宙回弹”是一回事吗？

不是一回事。大挤压只说膨胀会反转并收缩。收缩之后是否反弹、再来一个宇宙，目前只是推测，没有观测依据。