宇宙時空可能是非常粘性的場所，但是，時空粘性是一個有爭議的話題，數十年來，如何協調以熱力學定律為基礎定義的粘度和以愛因斯坦廣義相對論為基礎定義的同一個概念？宇宙學家遇到了很大的困難。范德比爾特大學的一支科學團隊構建了全新的數學方程式，似乎很好地協調了兩種科學定義之間長期存在的分歧。

新的數學方程式對人們理解所謂的宇宙終極命運很有幫助，科學團隊傾向于更為激進的宇宙學未來圖景，新的方程式支持了被宇宙學家稱之為的“大撕裂”學說，為物理學家理解暗能量的基本性質帶來了希望。數學助理教授馬塞洛·迪斯康茲和物理學教授托馬斯·凱普哈特以及羅伯特·舍雷爾組成了合作團隊，他們建構了簡單、優雅的方程式，完整的數學方程式符合應用物理學的規律。宇宙學家對粘度的定義不同于流體力學家，宇宙學的粘度是體積的概念，粘度大小測定了時空膨脹和收縮的“流體抵抗力”。人們的日常生活很少涉及體積粘度的概念，大多數流體既沒有大的壓縮性，也沒有大的膨脹性。

科學團隊的研究對象是所謂的相對論流體，天文物體學的相對論流體包括了超新星（一種爆炸的恒星）、中子星（一種壓縮到行星尺寸的恒星）?？茖W家成功地開發了“理想流體”的物理模型，理想流體沒有粘度、以接近光速流動，然而，理想流體與現實流體不同，自然界幾乎所有的流體具有粘性。科學家經過幾十年的努力，沒有開發出一種物理模型，它既有普遍接受的粘性，也有相對論的流速。

過去的模型預測了相對論流體加速到光速的特定比例時產生的情形，甚至預測了相對論流體以高于光速流動時所需的特定條件，然而，低于光速和高于光速的兩類預測產生了問題。過去的物理模型存在很大的問題，實驗證明，自然界不存在超光速運動的物體。明顯錯誤的模型激發了數學物理學家重新建構相對論流體動力學方程式，科學團隊在方程式參數的選擇中避免了超光速運動的可能，迪斯康茲將新的數學方程式建構在上個世紀50年代法國數學家安德烈·里茨勒羅維茲建構的數學方程基礎上。

迪斯康茲建構了新的數學方程式，然后應用到在宇宙學領域，新的數學方程可能擴大宇宙學理論的視野，在宇宙學研究中產生奇妙的“化學變化”，比如：他們對神秘的暗能量性質獲得了新的認識。上個世紀90年代，宇宙學的一項發現震撼了科學界，天文學的精確測量表明，宇宙產生了不斷加速的膨脹，為了解釋未曾預測的宇宙加速膨脹現象，物理學家假設了一種發生排斥作用的能量，這種“看不見”的能量被科學家命名為“暗能量”。

人們知之甚少的暗能量均勻地分散在宇宙空間，暗能量密度不隨空間的膨脹而減少，它的排斥效應變得越來越強，我們的宇宙呈不斷加速膨脹的狀態，從地球人的視角看上去，除本星系團以外的一切天體在離開地球的方向“飛奔而去”，地球和地球人的星際命運走向孤獨，爭奪地球資源、開發太陽系能源成為人類的必然選擇。

到目前為止，大多數暗能量理論沒有考慮宇宙空間的粘度因素，宇宙的最終命運是另一個值得關注的問題，自從宇宙天體加速膨脹現象的發現，宇宙學家設想了關乎宇宙未來的戲劇性場景，宇宙的終極命運如何？宇宙的一種終極圖景被稱之為“大凍結”，大約在百萬億年之后，宇宙擴張到“空空蕩蕩”的程度，氣體云 和塵埃物質變得極其稀薄，“稀稀拉拉”的氣體云不能孕育恒星，新的恒星不能形成，原有的恒星逐漸地熄滅，宇宙回到“漆黑一團”的極早期年代，僅留下無數幽靈般的黑洞在宇宙大地徘徊，黑洞免不了消耗殆盡的命運。

另一種激進理論被稱之為“大撕裂”，“幽靈”作用的暗能量在時間流逝中不斷加強，宇宙在暗能量的排斥作用下加速時空的膨脹，天體在大約220億年之后開始“土崩瓦解”，單個原子被拆解成自由自在的基本粒子和能量輻射。暗能量剝離物體的過程好像人們一片一片地剝開洋蔥，既有日月星辰一般的大物體，也有分子和原子一類的小物體。

宇宙“終極命運”場景的一項關鍵參數是暗能量壓力和密度的比值，它被稱為狀態方程式參數，如果參數值低于1，那么宇宙將在大撕裂過程中無限分離。宇宙學家將狀態方程式參數稱為“幽靈障礙”，在以前帶粘度的宇宙模型，宇宙不會演化到超過“幽靈參數”的程度，而在迪斯康茲——凱普哈特——舍雷爾的方程式中，“幽靈障礙”不僅不存在，而且方程式給出了自然而然的方法，允許狀態方程式參數出現低于1的情形。

過去帶粘度的宇宙模型不可能出現“大撕裂”的宇宙圖景，而在科學團隊新的宇宙模型中，粘度屬性實際上驅動了宇宙朝極端分離狀態的演變。相對論粘度理論的前景廣闊，但是，理論分析的加深對數學工具的可行性提出了更高要求，他們將會使用強大的計算機，以大數據分析復雜的方程式，在數量分析的基礎上作出預測，然后將預測的結論和物理實驗和天體觀測的結果進行比較。

本文來自：迪普曼地球與宇宙哲學工作室