再來一次「宇宙大爆炸」如何？
詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的「潘多拉星系團」。NASA / ESA / CSA
沒有人真正關心宇宙的命運，因為宇宙的演化是在人類高不可及的尺度上進行的。
現代宇宙學告訴我們宇宙誕生自「一聲巨響」——「砰」的一聲，它就這樣出現了。當然這只是比喻，實際情況理論上遠比我們想像的奇妙複雜。
宇宙誕生自「大爆炸」，今天的宇宙又在加速「膨脹」，那麼未來它又當如何？是繼續「膨脹」下去？還是有朝一日會停止「膨脹」往回「收縮」？以現在的認識，只能說「一切皆有可能」。
最近又有理論學家認為，宇宙不會永遠「膨脹」，它會周而復始地「膨脹」和「收縮」，不斷重啟。
類似的想法其實早就有，一些科幻小說也早就以宇宙的「坍縮」作為構思的素材。但認為宇宙會周而復始地循環「重啟」，並認為「暗能量」是推動「重啟」的力量，卻是新的。
研究人員認為，推動宇宙膨脹的「暗能量」會在宇宙演化的不同時期被「激活」或「關閉」，宇宙因此可以在不同的時期或「膨脹」或「收縮」——並在條件合適的時候，周期性地觸發「宇宙大爆炸」，重啟一切。
當前宇宙處於加速膨脹中。如果宇宙一直維持當前的狀態，在遙遠的未來，宇宙中的一切物質和能量都會被撕裂，歸於虛無。而科學家將其原因歸於所謂的「暗能量」。
宇宙的這種狀態是宇宙演化到一定階段後才出現的。但在宇宙誕生後不久極短的一段時間內，理論上也曾發生過另外一次「急速膨脹」。
起初的宇宙和今天沒有任何相似之處，今天的物理學規律在那時是「不存在」的。那時的宇宙極熱，密度極高，高得無法根據已知的物理學規律算出有現實意義的值，一切的一切歸於所謂的「奇點」。
而就在「起初」之後的那一瞬間，宇宙發生了「幾何級」膨脹。這個膨脹和今天宇宙的膨脹不同，被稱為「暴漲（inflation）」。對於「暴漲」，雖然討論頗多，認識卻甚少。
一些宇宙學家懷疑，宇宙誕生之初發生的「暴漲」，和宇宙後來發生的「加速膨脹」是否有內在聯繫。是否有同一種「實體」在推動二者避免陷入「奇點」危機。
為了尋找答案，這一次研究人員建立了一個新的宇宙模型，來檢驗通常認為是宇宙「加速膨脹」驅動力的「暗能量」，究竟可以在宇宙演化的不同階段扮演什麼樣的角色。
根據這個新模型，研究人員發現，在現實宇宙中，如果要避免出現「奇點」這種無解的結果，排除宇宙誕生自一個密度無限大的點這樣荒誕的可能，宇宙一定會處於某種無限循環的「反彈」式演化中。
在這樣的演化方式中，「暗能量」會推動宇宙膨脹到一定的規模，然後改變性質，促使宇宙收縮。而當宇宙收縮到一定程度，在其密度達到無限大之前，「暗能量」又會再次改變性質，推動宇宙進入「暴漲」，使之得以「重啟」。
這個模型還是存在一些問題。在這個新模型中，物質和能量在「暴漲」前必須不存在，否則「暴漲」便無法進行。它們只能在「暴漲」後由一部分「暗能量」衰變而成。研究人員在尋找一種適用的「暗能量」模型方面也遇到了困難，因為結果總是不一致。他們不得不人為地為當今的加速膨脹設定一個比量子力學預言更小的值。
但這個模型也確實為研究指出了一個新方向。人們總歸希望未來不一定是黑暗和寒冷的。
參考
Bouncing cosmology from nonlinear dark energy with two cosmological constants
https://arxiv.org/abs/2302.03710