大家好，我是西昆侖Bruce。

今天我們來聊一聊宇宙未解之謎故事中的暗能量。

上一期我們聊到了關(guān)于宇宙暗物質(zhì)的相關(guān)信息，暗物質(zhì)作為一種現(xiàn)在依舊還沒有被證實的宇宙猜想，已經(jīng)被大部分宇宙學(xué)家所接受了，它占宇宙總質(zhì)能的26.8%，主要特點是具備引力和弱相互作用力，同時也充當(dāng)著粘合劑一般的作用。

換句話說，暗物質(zhì)就是宇宙的一個大框架，正是由于它的存在，才把星系團等約束在一塊而不會分崩離析，構(gòu)成我們現(xiàn)在所看到的可觀測宇宙。

那么作為和暗物質(zhì)齊名的另一個宇宙謎團暗能量又是怎么回事呢？

說起暗能量，就必須追溯到愛因斯坦年輕的時候，1915年愛因斯坦提出了廣義相對論，1917年他自己根據(jù)相對論推導(dǎo)出一組引力方程，通過這個方程，計算得出宇宙是會做永恒動態(tài)運動的，這和他自己之前提出宇宙是靜止的觀點相悖，可能是感覺面子上有些掛不住，于是他給自己的引力方程隨便加了一個常數(shù)，這個常數(shù)如果數(shù)值合適，那么依舊可以讓宇宙維持在一個穩(wěn)定靜止的狀態(tài)。這個常數(shù)，就是之后的宇宙常數(shù)。

不過在隨后，世界上越來越多的天文學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)，宇宙似乎是動態(tài)的，最典型的就是1929年哈勃，利用天文望遠鏡發(fā)現(xiàn)宇宙中遙遠的星系，都在遠離我們，且距離越遠，遠離速度就越快。

也就是說，宇宙可能在膨脹！

這一下子就讓愛因斯坦非常尷尬，他后來認(rèn)為自己強行加上一個宇宙常數(shù)可能真的是沒有意義。

暗能量由來：

后來越來越多的人，開始認(rèn)可宇宙膨脹理論了，認(rèn)為現(xiàn)在的宇宙就是138億年前，一個奇點爆炸之后迅速膨脹擴張形成的。

按照常識，宇宙受到萬有引力的約束，所以宇宙膨脹肯定是會做減速運動的，而不會一直無休止的膨脹下去。

為了搞清楚了這個減速的具體情況，天文學(xué)家們開始進行探索，在距離愛因斯坦去世43年之后，也就是1998年，美國當(dāng)時組成兩個有多國頂尖科學(xué)家在內(nèi)的團隊，幾乎同時對于這一問題展開了研究，這兩個團隊分別是超新星宇宙學(xué)計劃和高紅移超新星搜索隊。

這里提一下，這兩個團隊最初還有一個目的，就是為了驗證超新星是否可以作為宇宙測量的尺子。這個問題后續(xù)會專門發(fā)布文章來講解。

這兩個團隊經(jīng)過一段時間的研究和觀測，得出了一個讓人大跌眼鏡的結(jié)果：

宇宙在前70億年，的確是在減速膨脹的，可是自從70億年前的某個時間節(jié)點開始，宇宙開始加速膨脹了！

這樣一個完全出乎意料的觀測結(jié)果，從根本上動搖了人們對宇宙的傳統(tǒng)理解。

那么到底是什么樣的力量，在促使所有的星系和物質(zhì)都在加速遠離呢？科學(xué)家們將這種神秘的來源，稱為"暗能量"。

暗能量的特性：

但暗能量到底是什么呢？時至今日，人們也還是沒搞清楚，雖然它取名能量，可是它和我們所認(rèn)知的所有能量形式都不一樣。根據(jù)觀測的現(xiàn)象，人們只知道它具備一些特性：

首先就是它和引力一樣，是一種宇宙的力量，而且這種力量和引力一直在相互對抗?？茖W(xué)家把這種類似于反引力叫做斥力，也就是說，宇宙爆炸的前70億年，由于物質(zhì)質(zhì)量較大，距離較近，所以引力遠大于斥力，受引力約束，宇宙減速膨脹，而到了某個節(jié)點之后，星系等運行越來越遠了，引力逐步降低，斥力占了上風(fēng)，所以宇宙又開始加速膨脹了。

這也解釋了地球和人類等等為什么沒有加速膨脹，因為在這樣的小尺度和小范圍上面，引力占據(jù)絕對的上風(fēng)。

其次是暗能量應(yīng)該是在宇宙中均勻分布的。通過科學(xué)家對于宇宙中光子的觀測，無論從哪個方向觀測哪個星系，星系相互之間，都是以相同的速率相互遠離的，哪怕是在宇宙的最邊緣地帶。也就是說，這股暗能量充斥在宇宙各個角落，作用力很穩(wěn)定。

第三是，暗能量可能會和光發(fā)生中和作用，也會吞噬暗物質(zhì)。通過暗物質(zhì)那一期我們知道，星系團由于有暗物質(zhì)的幫助，所以能夠聚在一塊，可是整個星系團卻在加速移動，那就說明，引力肯定是小于斥力的。

這就只有兩種情況了，一是在真空中，因為真空中沒有常見物質(zhì)，所以質(zhì)量極低，也就會讓斥力占主導(dǎo)，所以是宇宙中那些沒有天體的真空在膨脹，導(dǎo)致整體看來宇宙也在膨脹；二是暗能量其實在吞噬物質(zhì)（或者和物質(zhì)發(fā)生中和湮滅），如果把物質(zhì)減少了，那么質(zhì)量就會降低，引力自然減小，可是根據(jù)觀測，可見物質(zhì)并沒有明顯減少，因此很有可能吞噬的是暗物質(zhì)，消耗了暗物質(zhì)，星系團整體引力減小，出現(xiàn)宇宙加速膨脹現(xiàn)象。

暗能量的研究意義：

雖然現(xiàn)在來說暗能量依舊充滿了神秘，可是科學(xué)家們建立的模型，指向了研究暗能量的意義十分巨大。

首先就是逐漸被人們遺忘的宇宙常數(shù)。這個愛因斯坦曾經(jīng)隨手添加的、被認(rèn)為是錯誤的常數(shù)，就是一種均勻充滿空間的常能量密度。愛因斯坦曾經(jīng)認(rèn)為這個宇宙常數(shù)的比值，是恒定的，為-1，經(jīng)過現(xiàn)代宇宙學(xué)家的不斷觀測證實，套用這個結(jié)論很趨近現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)。

還有一些人認(rèn)為這個比值不是固定的，可能比-1更?。ㄓ撵`模型），也就是所謂的能量密度隨時空變化的動力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)場等。

不管是哪一種，都可能對于宇宙的未來，有著十分重要的意義。

因為現(xiàn)在宇宙膨脹速度越來越快，那么到底會不會無休止的膨脹下去呢？

如果不會，那又會是什么力量來阻止宇宙膨脹加速呢？如果會，那就說明這類似于一枚炸彈爆炸，早晚有一天宇宙會分崩離析。這也是根據(jù)幽靈模型推斷的宇宙大撕裂觀點，即可能在167億年之后，地球就會被暗能量給徹底撕裂。

不過對于這個結(jié)果我們絲毫不用擔(dān)心，一是因為地球和太陽的壽命應(yīng)該都不會超過50億年了，大家都堅持不到那個時候，世界末日還早得很；二是根據(jù)最新觀測數(shù)據(jù)——2013年普朗克衛(wèi)星給出的結(jié)果：宇宙中暗能量占68.3%，暗物質(zhì)占26.8%，普通物質(zhì)只占4.9%。

也就是說，對于我們的宇宙，我們未知的，遠遠大于已知?？杉词谷绱耍覀冋諛幽軌虬卜€(wěn)的生活、微笑著面對每一天。