當恆星全部燃燒完畢，宇宙將會走向何處？

瞭解大質量星體短暫的生命週期，從數十萬年到數百萬年不等，比如O型和B型星，以及我們太陽這樣的G型星大約能持續120億年，而更微小的M型星因爲氫燃燒更徹底，壽命則可能達到數十億年。相比之下，宇宙的年齡只有138億年，所以恆星的一生幾乎跨越了宇宙的全部歷史和未來的走向。在此，我將從與我們息息相關的太陽燃料耗盡後，以及我們所知的宇宙標準模型對宇宙的預示來回答您的問題，呈現一幅完整的宇宙未來圖景。

探討宇宙的命運前，我們必須考慮地球和人類的未來。

坦白說，我們的太陽實在是太完美了，真的，不大不小，不熱不冷，脾氣也相對溫和，一切都恰到好處！太陽以極其緩慢的速度通過核聚變把氫轉變爲氦。我們有幸誕生在太陽的壯年時期，它十分穩定，但太陽從孩提時代到現在已經亮度提高了20%。

而且，隨着時間推移，太陽燃燒氫的速度會越來越快。在未來的數十億年到120年之間，太陽會變得越來越亮，溫度也隨之升高。據預測，屆時的海洋將會如下圖所示：

溫度升高，海洋沸騰，我認爲這預示着我們人類未來的命運，也許就在10億年後，太陽將步入亞巨星階段。在未來的數十億年間，太陽將持續變得更熱，從現在起的50億到70億年間，太陽的氫燃料將耗盡，核心將點燃氦聚變。由於核心輻射壓力的大幅增加，太陽會膨脹至紅巨星階段，屆時地球的命運將何去何從。

以上就是我們與地球的未來景象。

但這一切僅是我們浩瀚宇宙中微不足道的一角。如果我們放眼遙遠的未來，眺望廣闊的宇宙，我們可能會問：這一切的最終命運將如何？換言之，宇宙將如何走向終結？

首先，讓我們審視一下當今的宇宙是什麼模樣。

仰望星空，你所見的每一個光點都是一顆恆星（偶爾有一兩顆行星）。它們中許多實際上是多顆星組成的雙星、三星甚至是星團，其中許多(或許大部分)擁有自己的行星系統。就像上圖所示，我們也可以看到橫跨天空的黯淡光帶，那是我們的銀河系。

肉眼可見的成千上萬顆恆星，只是構成我們銀河系數千億顆恆星的一小部分。而我們銀河系橫跨天空，綿延達10萬光年。

事實上，如果我們看得更深更遠，我們會發現星系結構在廣闊的宇宙中無處不在，我們甚至可以在天空中的一小塊區域找到數百個（或更多）星系，形成巨大的星系團，就像下圖所示的後發星系團。

目前我們所處的宇宙正在膨脹，這已是共識，但像我們的太陽系、銀河系和本星系羣（如上圖中的後發星系團）這些結構並沒有被膨脹拉開。後發星系團確實正在遠離我們，但星系團本身受引力束縛。

這意味着，如果引力已將某些結構束縛在一起，那麼宇宙的膨脹就沒有足夠的力量將其撕裂。

那麼，哪些東西會被束縛在一起，哪些東西會隨宇宙的膨脹而擴張？

上圖是一個超星系團！英仙座超星系團（類似於我們銀河系所在的室女座星系團）直徑近1000萬光年，包含數千個星系，在引力束縛和膨脹的邊緣搖擺不定。

如果我們觀察更大尺度的結構，又會發現什麼？

在大尺度結構上，我們可以看到不同大小的星系團之間通過絲狀結構相互聯繫，但它們並沒有被引力束縛在一起！星系團在相互遠離！

我們現在瞭解到，是由於暗能量導致了宇宙的加速膨脹，越遠的星系，遠離我們的速度越快。

而且這還是在假設一個非常重要的事實：暗能量只是一個常數，並不會變化！

目前，暗能量爲常數的假設與觀察結果非常吻合。我們已經測量過，無論暗能量是什麼，它都非常非常符合宇宙常數。

我們現在無法準確預估暗能量的未來，是一直保持常數，還是增加或減少！但可以肯定的是在上圖的情況中，當前已經被各種力束縛在一起的物質將一直保持現狀，現在持續加速遠離我們的物質最終將會消失。

這對我們及宇宙的命運意味着什麼？

上面這張圖非常清楚地展示了銀河系所在的本星系羣，包括一些受引力束縛的衛星星系和附近的星團。在未來的數十億年間，上圖中的所有星系最終將融合在一起，形成一個巨大的橢圓星系，而宇宙中的其他星系將繼續以更快的速度遠離我們。

但如果暗能量並不像我們現在所認爲的那樣是個常量，又將發生什麼？

暗能量減少，宇宙大收縮。

在這種情況下，暗能量不僅需要停止它當前的行爲，還需要開始做相反的事情。如果是這樣，我們可能會看到星系加速遠離我們，然後突然開始減速，直到停止，並開始反向移動。感覺就像人爲設計才能實現的宇宙“大收縮”命運。

暗能量將繼續增強，宇宙大撕裂。(我認爲可能性不大)讓我們繼續瞭解。

宇宙是一個永恆膨脹的領域，其中的每一個細節都體現了這種膨脹的穩定性。我們可以這樣來理解：隨着每一百萬秒差距（大約相距300萬光年），一個遠離我們的物體速度會增加恰好60公里每秒。當該物體移動至3000萬光年之外，其退行速度達到600公里每秒，而在30億光年的距離，速度則飆升至60000公里每秒。這樣的增長模式使人聯想到光速，但它並非唯一的速度法則。

然而，倘若暗能量在時空的長河中不斷增強，膨脹率也會隨之攀升，意味着我們所面臨的議題遠超物體退行的速度。我們必須開始考慮引力所維繫的宇宙結構是否能抵抗這股擴張之力。

就目前所知，假如我們的本星系團最終融合爲一個巨型橢圓星系，隨着暗能量的增長，星系的結構也許會逐漸遭受侵蝕。最初，受影響的是星系外圍的恆星們——那些與星系中心聯繫較爲微弱的星體——成爲首批被驅逐出星系的天體。但隨着暗能量的增強，連核心區域的恆星也無法倖免，最終被逐出，形成了一個由無數恆星系統構成的鬆散且不斷膨脹的宇宙網。在這樣的宇宙圖景中，類似太陽系這樣的恆星系統成了最大的結構。

你可能會懷疑，像太陽系這樣尺度的結構，因引力的強大作用，是否已經足夠穩定。然而，不理會星系的湮滅，暗物質的膨脹率仍在持續增加。恆星系統中的每一個成分——行星、衛星、彗星、小行星、氣體、塵埃，乃至多恆星系統，都將面臨瓦解。首先，外圍的天體開始被拋出恆星系統，隨着時間推移，連核心的行星也逃不過被拋散至星際空間，彼此漸行漸遠。

似乎所有的結構都被摧毀，你可能會想，這下總該結束了吧。但我們別忘了，構成我們身體的，是數不盡的原子。更令人震驚的還在後面。

隨着膨脹率的進一步提升，最終它會達到一個極高的數值，足以將宇宙中的一切結構——從恆星到行星，再到單個的原子——全部撕裂。在宇宙生命的最後一瞬間，甚至連亞原子粒子也無法逃脫這股力量，從原子中被剝離，宇宙在一場空前的大撕裂中宣告終結。

但不必驚慌，我們可以鬆一口氣。因爲根據目前的觀測數據，尚不支持宇宙會走向大撕裂或大收縮的結局。測量結果顯示，暗能量似乎真的是宇宙常數。宇宙或許仍將延續它那無盡的膨脹旅程。