大反弹需要重新折叠阶段（大压缩），然后进行扩展（新大爆炸）20世纪最大的突破之一是确定我们的宇宙到底有多丰富和庞大。 大约460亿光年的半径包含大约2万亿个星系。 我们可观测的宇宙使我们能够重现宇宙历史的整个历史，一直延伸到大爆炸，甚至可能再远一些。 未来呢？ 宇宙的命运呢？ 确定吗？ 这正是我们的读者想知道的：
您写道宇宙正在以缓慢的速度膨胀。 我以为诺贝尔奖是因为发现宇宙在加速发展而获得的。 您能阐明主导理论吗？ 有没有很棒的压缩功能？
未来行为的最佳预测是过去。 但是人与宇宙有时都能使我们感到惊讶。
大爆炸之后，宇宙几乎是完全均匀的，充满了物质，能量和辐射，并迅速膨胀。 宇宙在任何时刻的演化都取决于其内容的能量密度。宇宙在任何时候的膨胀率仅取决于两件事：时空中存在的总能量密度和空间曲率。 如果我们了解引力定律以及不同类型的能量随时间变化的方式，我们可以重新创建过去任何时候的膨胀率。 我们还可以研究位于距我们不同距离处的各种远距离物体，并测量由于空间扩展而使它们的光被拉伸多少。 每个星系，超新星，分子气体云等。 -吸收或发射光的所有事物都将讲述宇宙的故事，即空间的扩展如何将其从发射之时一直延伸到我们能够观察到的时刻。
银河越远，由于膨胀，它离开我们的速度就越快，它的光线越会经历红移，这就是为什么我们必须观察越来越多的长波。从各种独立的观察中，我们能够得出宇宙的确切组成。 三大独立的观察线是：
- CMB辐射的温度波动，其中包含有关宇宙曲率，正常物质，暗物质，中微子和内含物总密度的信息。
- 在最大尺度上的星系之间的相关性-被称为重子声振荡-对物质的总密度，正常物质与暗物质的比率以及膨胀率随时间的变化进行非常清晰的测量。
- 宇宙中距离最远，最明亮的标准蜡烛，即 Ia型超新星，告诉我们膨胀的速度和暗能量演化的细节。
标准蜡烛（L）和标准尺®是天文学家用来测量过去在不同距离和不同时间的空间膨胀的两种不同技术所有这些证词共同指向了一个统一的宇宙形象。 他们告诉我们当今宇宙中的一切，并为我们提供以下宇宙论：
- 宇宙中4.9％的能量包含在正常物质（质子，中子，电子）中。
- 0.1％的能量以大量中微子的形式出现（在近期以物质的形式出现，在早期以辐射的形式出现）。
- 0.01％的能量以辐射（光子）的形式存在。
- 27％的能量来自暗物质。
- 68％的能量以太空本身固有的能量形式存在：暗能量。
它们为我们提供了一个曲率为0％的平坦宇宙，一个没有拓扑缺陷（磁性单极子，宇宙弦，畴壁，宇宙纹理）的宇宙，以及一个拥有已知膨胀历史的宇宙。
在过去的不同时间，宇宙中各种能量成分的相对重要性。 未来，暗能量的重要性将达到100％。从这个意义上说，控制广义相对论的方程式是非常明确的：如果我们知道宇宙今天由什么组成，以及万有引力定律，我们就确切地知道每个组成部分在过去的任何时刻都具有多么重要。 首先，辐射和中微子占主导地位。 数十亿年来，暗物质和正常物质是最重要的组成部分。 在过去的数十亿年中，随着时间的推移，情况只会进一步恶化，暗能量将成为宇宙膨胀的主要因素。 它使宇宙加速发展，这就是大多数人感到困惑的地方。
不断扩大的宇宙命运的变体。 注意过去不同模型之间的差异。关于宇宙的膨胀，我们可以测量两件事：膨胀的速度，以及从我们的角度来看单个星系离开我们的速度。 这些参数是相关的，但不匹配。 膨胀率表明时空结构是如何伸展的。 通常以每单位距离的速度进行估算，通常以每秒每兆帕秒的千米数为单位，其中兆帕秒为326万光年。
像物质（上方）一样，辐射（在中间）和宇宙常数在不断扩展的宇宙中随时间发展如果没有暗能量，随着时间的增长，膨胀率将降低，接近零，因为物质和辐射的密度将随着体积的增加而接近零。 但是在存在暗能量的情况下，该膨胀率可能接近暗能量的密度，无论它是什么。 例如，如果暗能量是宇宙学常数，则膨胀率渐近趋于恒定值。 但是，如果是这样，那么单个星系离开我们的速度将会增加。
光学范围内的遥远星系Markaryan 1018 ，带有无线电数据覆盖（ VLT ）想象一下，扩展速度具有一定的值：50 km / s / mpk。 如果银河距离我们20 mpc，那么从我们的角度来看，它将以1000 km / s的速度远离我们。 但是随着时间的流逝，随着空间结构的扩展，这个星系将离我们越来越远。 到距离我们40 mpk的时候，它从我们这里的去除速度已经是2000 km / s。 经过更多的时间后，距离我们将有十倍的距离-距离为200百万像素，并且将以10,000 km / s的速度远离我们。 到它移动6,000百万像素时，它将以300,000 km / s的速度远离我们，比光速还快。 但这将继续下去。 时间越长，银河系离我们越快。 这就是“加速”宇宙的含义：膨胀速度降低，但是单个星系的去除率随时间增长。
哈勃极限深空项目的紫外线，可见光和红外线范围的组合。 宇宙遥远部分的最大图像。所有这些都与我们的最佳测量结果吻合：暗能量是空间中固有的恒定能量密度。 随着空间的扩大，暗能量的密度保持恒定，并且宇宙将以大冻结模式结束其存在，在大冻结模式下，万有引力无法束缚的一切（例如，束缚了我们当地的银河系，我们的银河系，太阳系等）。会彼此分离。 如果暗能量实际上是一个宇宙常数，那么膨胀将永远发生，并将导致一个冷空的宇宙。
当天文学家第一次意识到宇宙正在加速发展时，常识说它将永远膨胀。 但是，除非我们更好地了解暗能量的性质，否则宇宙命运的其他情况仍然可能。 它们显示在图中：大压缩，永久扩展，大间隙。但是，如果暗能量发生了变化-从理论上讲这是可能的，但没有被观测结果证实-它可能同时发生在“大压缩”和“大破灭”中。 在大压缩状态下，暗能量将减弱并改变其符号，因此，宇宙将达到最大尺寸，将膨胀并会收缩。 当收缩产生另一个大爆炸时，它甚至可以产生一个周期性宇宙。 如果暗能量会增加，则会出现相反的情况，在这种情况下，受约束的结构最终将因增加的膨胀速度而被撕开。 但是，今天的证据充满信心地支持“大冻结”，在该冻结中扩展速度将永远保持恒定。
诸如Euclid，WFIRST和LSST之类的未来观测站的主要目标包括确认暗能量是否真的是宇宙常数的测量。 尽管领先的理论赞成恒定的暗能量，但重要的是要考虑所有未被观测和测量排除的可能性。 尽管大挤压似乎不太可能，但尚未排除在外。 随着更多质量更好的数据的出现，我们仍然可以找到有趣的提示，那就是现实比我们大多数人想象的还要异常！
伊桑·西格尔 （ Ethan Siegel） -天体物理学家，科学普及者，《爆炸的开始》的作者！ 他写了《超越银河》（ Beyond the Galaxy ）和《追踪学：星际迷航的科学》（ Treknology ）一书。常见问题： 如果宇宙在扩展，为什么我们不扩展