什么是暗能量？

该图显示了来自德国马克斯·普朗克研究所的天体物理学家Volker Springel的模拟快照。它代表了当宇宙分别存在9亿，32亿和137亿年（现在）时的宇宙结构（星系和空隙）的增长。

什么是暗能量？

暗能量是赋予神秘力量的名字，它使我们的宇宙膨胀率随着时间的推移而加速而不是减慢。这与人们从大爆炸开始的宇宙所期望的相反。20世纪的天文学家了解到宇宙正在膨胀。他们认为扩张可能会一直持续下去，或者如果宇宙具有足够的质量并因此具有足够的自我引力，那么扩张可能最终会继续下去，并引发大危机。如今，在21世纪初的宇宙学中，这种观点已经演变。今天，宇宙膨胀的速度比数十亿年前还快。是什么导致扩张速度增加？现在天文学家有时会说排斥力 作为理解它的一种可能方式。

直到1990年代后期，大多数宇宙学家都认为宇宙没有足够的质量引起大崩溃。尤其是，通过2dF银河Redshift调查和Sloan数字天空调查获得的数据似乎证实了宇宙将永远膨胀，尽管宇宙自身的质量和引力试图将其拉回，但它的增长速度一直在放缓。

1998年在对1A型超新星进行的一次调查中，首次发现了具有革命性意义的东西。这些垂死的巨型恒星的爆炸对于天文学家来说非常有用，因为它们总是输出相同数量的光，因此可以用作所谓的“ 标准蜡烛 ”来计算宇宙中的距离。这是一个非常简单的想法。想想夜晚的萤火虫：它们都以相同的内在亮度发光。通过测量它们在您所在位置的亮度，可以计算出它们的距离。

1998年的调查由两个国际天文学家小组进行，其中包括美国人Adam Riess和Saul Perlmutter以及澳大利亚的Brian Schmidt。他们在全球范围内使用八架望远镜，目的是使用1A型超新星的距离来计算宇宙的膨胀率，称为哈勃常数（尽管实际上，随着宇宙膨胀率随时间变化，不是一个常数）。

调查的结果令人惊讶。遥远的超新星在宇宙只有当前年龄的2/3时爆炸，比它们原本应该暗淡得多，因此距离更远。这暗示着，如果当前观点正确的话，宇宙的扩张速度将比原本应该的快得多。

该图揭示了自150亿年前宇宙诞生以来膨胀率的变化。曲线越浅，扩张速度越快。曲线大约在75亿年前发生了明显的变化，当时宇宙中的物体开始以更快的速度飞散。天文学家认为，更快的膨胀速度是由于一种神秘的暗力：暗能量。

当这些结果被揭示时，在天文学界受到了极大的怀疑，这些发现很快被其他团队和其他方法所重复。到了千年之交，人们已经很清楚地知道，宇宙的扩张并没有像通常所认为的那样放慢。它实际上正在加速。

甚至更奇怪的是，这种扩张一直在加速，正如人们所期望的那样，直到大爆炸之后的七八十亿年。但是随后，由于完全未知的原因，一种神秘的“反重力”开始占主导地位，克服了重力对膨胀施加的制动，然后扭转了其减速并开始加速。

您可以想象这个发现对天文学家和宇宙学家是多么震惊。

科学家将这种加速的力量称为暗能量。在这种情况下，暗意味着未知，而不是像暗物质那样在表面上暗。应该注意的是，暗能量和暗物质是完全不相关的现象。阅读更多：什么是暗物质？

更令人迷惑的是，这种奇怪的暗能量的性质似乎与爱因斯坦的宇宙学常数（有时被称为他的软糖因子）相匹配，后来被爱因斯坦本人描述为他一生中最大的职业失误。爱因斯坦（Einstein）讨厌扩大宇宙的想法，而是倾向于由稳态宇宙学假定的静态宇宙，这种静态宇宙在20世纪初很流行。他发明了一种来源不明的反重力，以抵消观察到的宇宙膨胀，这将导致宇宙不膨胀。但是，爱因斯坦后来撤回了这一想法，但这一观点并未得到观察的支持。

暗能量是宇宙学未解之谜之一。现在人们认为，它构成了宇宙万物的68％，是正常的所谓“重子”物质，即我们实际上能看到的每一点物质，仅占5％，其余部分由暗物质组成，另一部分则由暗物质组成。巨大的宇宙之谜。

暗能量的行为确实像爱因斯坦的反重力一样，但是其性质和起源仍然未知。其最大的奥秘之一就是为什么暗能量在大爆炸之后数十亿年的特定时间点开始主导宇宙的膨胀速度。如果现在存在，为什么不一直存在呢？

暗能量的物理学具有很高的推测性。近年来逐渐普及的一个想法是，暗能量类似于一种称为“ 精粹 ” 的力，它是希格斯场的近亲。但是到目前为止，还没有观察到的证据支持或反对这一观点。

宇宙学家也不知道暗能量是否会继续永久地加速宇宙的膨胀，从而导致未来很久的场景，这种加速将克服将宇宙凝聚在一起的力，并将宇宙中所有物质真正撕裂的现象。一个被称为大撕裂的噩梦。

当前和未来的太空任务和地面调查有几个，它们将调查暗能量的性质，包括美国宇航局的绕射WFIRST望远镜和智利的国际暗能量调查。

希望不久我们将对这种神秘的力量有更深入的了解，这种神秘的力量对宇宙的未来具有如此大的影响，但要获得这种了解，我们需要勾勒出更完整的宇宙历史。但是，137亿年的考古学是极其困难且耗时的，历史上有那么多古老的地层缺失或模糊不清，因此我们不能指望有任何突然的启示。

底线：宇宙的膨胀速度快于旧理论所预测的速度。黑暗能量是宇宙学尚未解决的重大谜团之一，它可能会加速其膨胀。现在认为暗能量占宇宙万物的68％。