未来，宇宙将如何演化？
大爆炸理论是解释宇宙起源最成功的理论，阐述了宇宙从最初的一个高温、高密度、处于迅速膨胀状态下的奇点，经过一连串特殊的膨胀和冷却阶段，从而变成现在的样子：
从第一个稳定的原子核的出现，发展到第一个中性原子的形成，再接着物质在引力作用下的坍塌形成恒星，再到不同的星团第一次合并成星系和更大规格的天体结构，恒星燃烧殆尽后将重元素抛射到宇宙中，剩下的这些重元素组成新的恒星、岩石行星，到最后，生命得以出现。
大爆炸理论给出了宇宙在过去可能存在的种种可能性，却没有更多附加的信息告诉我们宇宙的未来。
膨胀的宇宙，是一场两个相反作用力互相对抗的竞赛：一个是驱使所有物质飞速分离的最初膨胀率，另一个是将所有东西都往回拉的引力。而这场对抗的胜利者才是最值得我们关注的，它决定着我们的宇宙是坍塌、是无限膨胀、或是正巧介于这两种可能之间。我们不仅需要测量现在的膨胀率，也需要知道在相当长的一段时间内膨胀率的变化。
我们之所以可以这么做是因为不同形式的能量在宇宙中的也不同。比如物质的总能量是恒定的，但是能量密度却随着宇宙体积的增大而减小，因此物质的能量密度与宇宙大小呈立方反比。相比之下，辐射的波长随着体积的增大被拉长，这就意味着辐射密度与宇宙大小呈四次方反比。其它的能量形式，比如宇宙弦或者暗能量都有其相应的变化。如果可以计算出宇宙在过去、现在的膨胀率以及未来将如何改变，我们就可以知道宇宙是由什么构成，以及它最终的命运是什么。
测量是解决这些问题的关键，我们有许多不同的方式进行测量。比如测量宇宙背景辐射的波动，它是宇宙大爆炸留下的“余辉”。在不同尺度下，宇宙中的热点和冷点的模式使我们可以得到足够丰富的信息来重建宇宙，包括它的组成成分和膨胀率。
宇宙距离尺度。（© NASA/JPL-Caltech）
还有一种方法是建立宇宙距离尺度，可以对一个与地球之间的距离足够近的天体进行距离测量。测量距离更遥远天体距离的技术是奠基在各种已经用近距离天体测量法校正过其相关性的方法。这几种方法都基于“标准烛光”概念，例如你可以通过测量亮度知道一个60瓦的灯泡与你的距离。
这张图描述了对早期宇宙测量的进化史，从地面望远镜到哈勃太空望远镜，以及未来的詹姆斯•韦伯望远镜。（© NASA）
这两种不同的测量膨胀率的方法区别在于，它们得出的结果完全不同。
显而易见，Planck和Hubble对宇宙膨胀率的测量完全不用。（© James Braatz/NRAO）
根据测量微波背景辐射波动计算出的宇宙膨胀率为67±1km/s/Mpc，而由宇宙距离尺度推出的结果为74±2km/s/Mpc，你可能要想“这…有差很多吗？取个中间值70行不？”但我们要注意到，结果给出的误差非常小，以至于这两个值在误差范围内都无法重合。于是存在两种可能性来解释这个问题：
或许其中一个方法存在根本性的错误：可能是我们基于CMB的某些假设不正确，又可能是我们无法在距离尺度上校准更小的距离。
还有一个更令人兴奋的可能：这两个结果都是正确的，因为他们测量的是不同的东西。这暗示着宇宙的重要成分随时间的流逝而改变，例如暗物质和暗能量。
宇宙的成分。（© NASA）
不论哪种可能是正确的，我们可以确定的是现在的宇宙的膨胀速度比早期要快8%。这其中是否可能是一个有趣的物理现象隐藏在背后？又或者是一个额外的中微子从中捣乱？也或许暗能量跟我们现在预想中的其实完全不同？这是否有意味着宇宙最终的结局是会大撕裂？
大爆炸到大撕裂，暗能量使宇宙不断的膨胀，最终物质无法被束缚在一起，甚至连原子都被撕裂。（© Jeremy Teaford）
现在，我们能做的是从我们的宇宙收集到更多更精确的信息，因为答案已经写在宇宙的历史中了。只有靠我们自己去探索、去发现、去刨根问底，才能解开这个谜题。