新能源暗能量(宇宙中的暗能量究竟是什么)

什么是暗能量呢？

我们知道，暗物质其实是提供引力作用的，是星系的粘合剂，如果没有它们，星系将会分崩离析。而暗能量和暗物质的作用完全不同，它其实提供的是一种斥力，作用在全宇宙就是空间膨胀的效果。那究竟是咋回事呢？

我们要从宇宙大爆炸说起，宇宙大爆炸之后，空间在开始膨胀。

这种膨胀的效果其实可能和大家想象的会不太一样，它是空间在膨胀，而且是等比例的。星系由于空间膨胀也会发生退行。这就好比一个人坐电梯远离你，电梯就是空间，而这个人就是天体。

你可能会说，这种效果有没有证据呢？实际上是有的，这是天文学家哈勃发现的。所以，也叫做哈勃红移。这里的红移其实说的就是星系的退行。

但是退行归退行，膨胀归膨胀。科学家就一直闹不明白一个问题，宇宙中的物质之间存在的是引力作用，那么在引力作用下，宇宙最终应该是会收缩回到一个点的。这要咋理解呢？

我们可以假象你向上扔一个球，球会因为引力的作用慢慢减速，最后落回到你的手里。所以，宇宙膨胀应该类似于小球，一开始膨胀是有个初速度，但是引力一直在消耗这个初速度，也就是说宇宙应该在之后是减速膨胀的，然后空间达到一个极大值之后，这时候空间膨胀速度为0，最后开始收缩。

但是很多事情不能光靠脑子去思考，科学和其他学科最大的不同之处在于，它十分注重过程和实践。到底对不对要拉出来遛一遛才知道。

于是，真的有科学家开始研究这个问题，可是不研究不知道，一研究真的是吓一跳。1998年，由两个科学小组分别独立发表了他们观测1a型超新星的情况。这个结果表面，

宇宙在距今46亿年前开始发生加速膨胀。

惊不惊喜，意不意外？那些预测要减速膨胀后要收缩的科学家简直是啪啪啪打脸，这两个科学小组的科学家还在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

这和理论的出路是在太大，促使宇宙开始加速膨胀的到底是什么？科学家也是一脸懵X。因此，他们无奈之下只能假设存在一种东西，它提供了斥力，促使宇宙开始加速膨胀。

于是，我们的宇宙模型，从大爆炸模型，也演化成了暗能量-冷暗物质模型。相信，在未来对于暗能量的研究也会引发一次科学的革命。

而暗能量的存在告诉我们，我们能看到的星体会越来越少。这是因为，按暗能量可以使得星体离我们越来越远，这还是加速的，而且空间膨胀的速度是不受光速的限制的。（毕竟空间不是物质，信息，能量）

所以，很有可能很多年以后，我们可能只能看到银河系，然后渐渐地银河系也看不到了，太阳开始分崩离析。

随着天文科学的进步，我们清晰地认识到宇宙中的所有物体，都正在以恒定的速度远离周围的一切，地球也并不是宇宙的中心，宇宙一直处于不断加速的膨胀过程之中。早在20年前，科学家们就提出了暗能量这种无形的力量，它就像是藏匿于时空结构中的一种被压抑的能量形式，可以揭示宇宙膨胀加速的原因。与此同时，将其用于构建更完善的宇宙模型，能够揭示各种事物的演化，包括从大爆炸时期到现代大规模星系结构的形成。我们应该如何追踪暗能量随着时间发生了怎样的变化，这种神秘的能量形式又是否可以决定我们的未来？

宇宙中的暗能量从何而来

暗能量占据着宇宙质量的四分之三左右，与重力相反是其最具有代表性的特征之一，它与暗物质之间并没有直接关联，除了“黑暗”这个词本身，但其仅代表了它们自身的未知属性。众所周知，暗能量并不是一种通过直接观察发现的能量形式，而是科学家从宇宙物体之间的引力相互作用中推断得出。后来，暗能量衍生出了两种模型，分别是标量场和宇宙学常数，前者可释义为一个能量密度随时空变化的动力学场，后者则表示了一种均匀充满空间的常能量密度。但是，由于在空间上变化的标量场变化太缓慢，因而难以将其从宇宙常数中分离出来。

之所以会出现暗能量这种力量的假设，是因为科学家们在观察中发现宇宙随着时间的推移出现了加速膨胀。并且，目前的宇宙膨胀速度比以往任何时候都更快，这跟所有人之前所预期的完全相反，这意味着必须有一股力量在抵抗向内引力。简而言之，宇宙中存在一个实体，它正在迫使宇宙发生引力作用之外的加速，虽然我们并不知道它具体是什么。尽管暗能量的发现并不奇怪，但却引发了更多其他的问题，比如，我们自己的存在，不过是无数世界中恒定和条件不同的世界之一。并且，科学家们都认为在寻求理解未来宇宙的过程中，暗能量的本质会起到决定性作用。

暗能量是否会随时间而变化

在宇宙结构和演化常用到的天体物理模型中，科学家们将暗能量视为常数、甚至是宇宙常数，爱因斯坦将其作为广义相对论的重要部分。然而，科学家们在对类星体的大型黑洞研究过程中发现，暗能量可能是被误传为任何类型的常数，并表示在宇宙诞生的138亿年后，这股力量可能已经发生了一些不同的变化。位于星系中心的超大质量黑洞快速生长，散发出宇宙中最明亮的光度，类星体就起源于围绕黑洞旋转的这些物质盘。当旋转圆盘产生的紫外线在附近的热气云中撞击电子，便会在多个波长的高能光线中产生强大的光，紫外线辐射通过两者之间的相互作用被提升到了X射线水平。而科学家们通过观察位于大爆炸后仅十亿年的类星体发现，当时宇宙的扩张速度比预期的速度更快，也就是说这股黑暗的能量，可能随着宇宙的变老而变得更加强烈。

通过这两种不同类型光之间的相关性，可从太空船探测到的类星体X射线光分析物体的紫外线输出，并且，科学家从中获取到了类星体之间的距离信息。在此之前，研究人员对于宇宙扩张速度的研究，往往都是依赖于“标准蜡烛”（超新星爆炸），通过光线红移拉伸的波长来确定其相对于地球的移动速度。但强大的超新星却没有类星体明亮，导致较远距离观察的难度较高，因此，这样的发现为科学家们提供了另一种意义上的标准蜡烛，并且，这种方法和过去90亿年来超新星测量的结果吻合，它可以在更广泛的时间内评估宇宙的扩张情况。新结果和超新星之前的观察结果一致，但若将其与早期宇宙进行比较，之前的工作觉察到了明显加速的膨胀率，这样的差异可能需要一种新的物理学内容来解释，因为这包含了暗能量增加的可能性。

暗物质如何关联宇宙的未来

在已经过去的数千年中，人类一直想要了解宇宙的形成过程，虽然宇宙学这个精确的研究领域诞生并没有多长的时间。我们开始不再局限于分析某些恒星或星系，而是将问题上升到诸如宇宙来自于哪里，为什么它会拥有如此多的天体构造，以及接下来的宇宙将会发生怎样的事件。而宇宙视野中最大的动荡发生在20世纪20年代，科学家们通过哈勃的探测发现，空间中各个方向的星系都正在离我们远去，通过宇宙微波背景的测量也证明了，宇宙已经从小而热的状态变得越来越大，这便预示着我们的宇宙也有所谓的开始和结束，而不是处于曾经以为的永恒不变状态。

但宇宙中的物体并不都像星系运动一般可供观测，宇宙学中最具有震撼性的变化之一，便是那些完全不可见的东西，并且它们占据了宇宙质量的绝大部分。保持这些星系在一起的东西，除了引力之外，是一种完全不与普通物质和光相互作用的独立存在。比如，暗能量这种神秘的能量，并没有通过引力让宇宙变得更加聚集，相反，它正在推动宇宙的加速分离。这些具有里程碑性的发现都被归纳到了Lambda-CDM模型，即宇宙学标准模型，一组用于描述宇宙的方程。科学家表示，现在的我们处于宇宙历史的转折点，即从物质主导新能源的地方，宇宙的过去被暗物质所左右，而暗能量却能很大程度上决定我们未来的走向。