宇宙中最神秘的一股能量暗能量，它从何而来？

宇宙黑暗的一面——它充满了暗物质和暗能量。

暗物质是漂浮在星系周围的看不见的物质，物理学家已经使用巨大的粒子对撞机和其他复杂的技术来寻找它。

但是暗物质的陌生兄弟暗能量呢？

暗能量是指随着时间的推移导致宇宙膨胀得越来越快的事物。

作为宇宙中能量的主导形式，暗能量正在推动宇宙加速膨胀，但它的性质仍然是一个完全的谜。

暗能量是物理学家提出的一种假想能量形式，用于解释为什么宇宙不仅在膨胀，而且还在加速膨胀。

将暗能量视为引力的邪恶对应物——一种反引力的力，它提供充满宇宙并拉伸时空结构的负压。

暗能量以越来越快的速度驱使宇宙物体分开，而不是像引力那样将它们聚集在一起。

据估计，暗能量约占宇宙总能量和物质（物质/能量收支）的 68% 至 72%，这意味着它在很大程度上支配着暗物质和日常物质。

如果暗能量导致宇宙加速膨胀，我们难道不应该看到我们的咖啡杯从我们身边移开，或者注意到我们每天上下班的时间越来越长吗？

我们没有看到这样的事情发生（尽管有时我们可能会感觉），因为受引力束缚的物体，例如恒星、行星系统、星团、星系、星系团，甚至我们的咖啡杯和桌子，似乎没有经历过暗能量的影响。

在小尺度上，引力仍然战胜暗能量。

暗能量似乎只在宇宙的最大尺度上起作用，随着宇宙的膨胀，这种现象只能通过观察被数百万、数十亿的巨大空间鸿沟隔开的星系和其他宇宙物体来测量。

甚至与我们相距数百亿光年。

并且这些宇宙物体之间的距离越大，它们彼此远离的速度就越快。

作为对此的一个简单的比喻，想象一下在气球上画三个点，两个靠得很近，另一个相距较远。

在这个比喻中，暗能量是吹入气球克服重力的呼吸，重力由气球橡胶皮的张力表示。

当气球膨胀时，三个点都会相互远离，但最远的点会移动得更快。

这就像三个星系，两个靠得很近，另一个离得较远，后者移动得更快，因为它与其他星系之间的空间，就像气球的橡胶一样，正在拉伸，空间越大，意味着膨胀越大。

目前，科学家估计星系之间的距离每百万年增加 0.007%。

理论天体物理学家伊桑西格尔在大思考的专栏中解释对于 1 亿光年外的宇宙物体，天文学家推断它以实际值计算，它正在以每秒 2,150 公里的速度后退。

与此同时，一个距离我们 10 亿光年的星系正在以大约每秒以 21,500 0公里/秒的速度后退。

当它们分离出来时，由于宇宙的另一个黑暗方面——暗物质，星系保持它们的形状并且不会在内部散开。

不要被相似的名字所迷惑，暗能量和暗物质——有时被组合在一起并被描述为暗宇宙——除了一些表面上的相似之处外，人们认为它们没有关联。

宇宙的两个黑暗方面都是神秘的，迄今为止无法解释，并且无法通过它们对可见物质的影响推断它们的存在来直接检测到它们。

但是，将暗能量简单地视为暗物质的能量等价物是不正确的。

暗物质不像由质子和中子组成的原子物质那样与光相互作用，质子和中子是重子粒子家族的一部分，它每天都围绕着我们，被称为重子物质。

因此，暗物质的字面意思是暗，因此暗物质中的前缀比暗能量中使用的字面意思更多，而不仅仅是暗指神秘的性质。

我们知道暗物质存在的主要方式是它把星系聚集在一起的引力效应。

没有暗物质的引力影响，星系旋转得如此之快，以至于它们可见物质——恒星、行星、气体和尘埃——的引力影响不足以阻止它们飞散。

这意味着当暗能量在大范围内将事物分开时，暗物质在较小的范围内将星系聚集在一起。

在这方面，暗能量和暗物质几乎可以被认为在宇宙中具有相反的作用。

就宇宙的能量和物质含量而言，我们已经看到暗能量约占 68% 至 72%。

剩下大约 32% 到 28% 的宇宙物质和能量预算留给其他——主要是暗物质和重子物质。

根据宇宙中暗物质与重子物质的重量之比约为 6 比 1。

这意味着大约 25% 的能量/物质预算是暗物质，并导致令人震惊的认识，即构成恒星、行星和我们所见一切的物质在我们周围，不超过宇宙总含量的 5%。

难怪解开黑暗宇宙的奥秘已成为科学家们迫切关注的问题，毕竟它的存在意味着我们几乎不知道宇宙中大约 95% 的部分是什么。

1990 年代后期，两个独立工作的科学家团队通过发现宇宙正在加速膨胀而首次探测到暗能量。

这些团队正在对 Ia 型超新星进行调查，这是一种在大质量恒星死亡时发生的宇宙爆炸，它产生的光发射非常均匀，非常适合测量宇宙距离。

这是因为随着宇宙的膨胀，来自遥远光源的光需要很长时间才能到达地球，其波长会拉长。

由于红色是与长波光相关的颜色，因此这会导致光变红，天文学家称之为红移。

光源距离越远，它的光越红移，来自宇宙年轻时存在的极远光源的光源转移到电磁光谱的红外区域。

天文学家正在观察这些所谓的标准烛光超新星，以试图测量宇宙膨胀率——称为哈勃常数。

他们发现，在宇宙年轻得多时爆发的更遥远的超新星比预期的要暗淡。

这意味着这些超新星比它们应该的更远，暗示宇宙膨胀正在加速。

这一发现将通过后续观察和对大爆炸后遗留下来的称为宇宙微波背景的辐射场的测量得到证实。

了解暗能量是建立宇宙如何随时间演化的准确模型的关键，这包括它所呈现的形状以及它将如何结束。

宇宙的起源和命运都由它的临界密度决定，斯威本天体物理学和超级计算中心定义为宇宙停止膨胀所需的平均物质密度，但只有在无限时间之后。

如果宇宙的物质/能量密度等于临界密度，那么就几何学而言，宇宙就像一张纸一样平坦。

在物质主导的宇宙中，临界密度介于坍缩的重宇宙所需的密度和永远膨胀的轻宇宙所需的密度之间。

没有暗能量的宇宙总含量只有一个扁平宇宙所需的 30% 左右，这是一个由大爆炸产生的宇宙应该具有的几何形状。

这是因为早期暴胀应该像一张纸一样在几何上平滑宇宙。

将暗能量添加到宇宙的质能收支中，足以补足它，使宇宙变得平坦，在最简单的宇宙膨胀模型中，它使宇宙的密度接近临界密度。

在引入暗能量之前，宇宙学家假设引力的吸引力最终会压倒宇宙的膨胀。

这可能会导致宇宙出现几个可能的终结，其中一个大挤压表明宇宙将开始收缩并自我收缩。

宇宙膨胀的加速打消了这个想法。

如果暗能量继续加速宇宙的膨胀，那么它的命运可能是大撕裂，而不是大收缩。

在这种情况下，暗能量最终会支配宇宙的每一种基本力  ——引力、电磁力以及强核力和弱核力——破坏或撕裂目前由这些力束缚在一起的一切，无论是星系，行星，或人，甚至构成原子的质子和中子。

#科学#

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