小撕裂模型

暗能量之謎

有一種最簡單的理論來解釋宇宙呈現的均勻膨脹，那就是假設暗能量具有負壓力，這其實也是膨脹的固有屬性。

從實際觀測數據上來看，宇宙呈現明顯的平直性，這意味著暗能量的壓力和密度比約為1，或者更準確的說，是-1，因為這裡討論的是負壓力。這種關係被稱為暗能量的狀態方程。

對於宇宙的未來命運，一種簡單的解決方法就是假定暗能量的性質將保持不變，並且其壓力/密度比同樣保持-1的水平。

假設情況

但是如果這個比值會出現變化呢？比如不再是-1了呢？如果出現這樣的變化，情況就會有很大的不同。

如果暗能量的密度隨時間降低，宇宙的膨脹速率將出現下降，如果其壓力/密度比達到-1/3，那么宇宙的膨脹甚至會出現停滯。反過來，假如暗能量密度增長，隨之其壓力/密度比達到-1下方，如-2或-3，則會出現幽靈能量模型(phantomenergyscenario)所描述的情形。不過這裡要指出的是，幽靈能量的概念目前僅僅存在於理論推算中，是一種假設。

但不管怎樣，我們就先假設隨著宇宙的膨脹，一切遵循幽靈能量模型進展，暗能量密度上升，那么它就有可能使宇宙尺度在有限的時間內膨脹至無限大，物質連線物，原子和分子等基本粒子，甚至亞原子粒子都將被撕裂，出現所謂的“大撕裂”(BigRip)。當暗能量的壓力/密度比達到-1.5，這種情形將在短短220億年內發生。

替代方案

物理學家弗蘭普頓(Frampton)等人提出了一種與此不同的替代方案，稱為“小撕裂模型”(LittleRipscenario)。在這一模型中，他們假設這種壓力/密度比將隨著時間變動，物質的連結，基本粒子也同樣會被撕裂，但是其中的不同點在於他們限定這種比率的變動將不會導致宇宙尺度達到無限。

這一模型支持循環宇宙模型，因為它可以解決熵的問題。在傳統的大爆炸-大反衝循環宇宙模型中會面臨一個熵的悖論題。因為隨著所有物質都在引力作用下相互結合，宇宙中將不再殘留自由能，那么最後你在大反衝的最終階段僅僅能得到一個巨型黑洞而已，循環缺乏動力。

而“小撕裂模型”給了這一理論一條出路：既然所有的物質都被撕裂了，那么它們還能再次聚合在一起，形成新的恆星和星系，循環往復。