宇宙42个终极问题之2：暗能量

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在道格拉斯·亚当斯的畅销书《银河系漫游指南》里，超级计算机深思在思考了700万年后，终于发现生命、宇宙及一切的答案是42。这个莫名其妙的答案让泛维度生物们开始抓狂。深思说，你们只要我求出简单的答案，却没有提出终极问题是什么，我可以为你们设计一台更为强大的电脑，来提出终极问题。这台电脑就是——地球，这种泛维度生物就是老鼠。

地球上的泛维度生物们现在无所事事，倒是人类科学家开始了探索宇宙的漫漫旅程，提出了关于生命、宇宙及一切的42个终极问题。这42个问题由美国得克萨斯州A＆M大学及乌普萨拉大学的物理学家罗兰·艾伦和苏西·利斯特罗姆共同提出，发表在预印网站arXiv上，今天解读的是第二个问题：暗能量。由于水平有限，错误之处还请批评指正。

二、暗能量问题

暗能量的发现和上文（《生命、宇宙及一切的42个终极问题：1、宇宙学常数》）所说的1998年的测量有关。

按照宇宙大爆炸理论，我们能理解的是，星转斗移，时间易逝，星系之间渐行渐远，引力作用也越来越小，因而宇宙膨胀速度会逐渐越慢，就像你开着一辆宝马，轻踩刹车，宇宙在你脚下越遛越慢，直至最后停下。

但这两个小组的测量却发现，那些遥远的星系正在以越来越快的速度远离我们。也就是说你踩下的不是刹车，而是油门，并且是一直在向下踩一个似乎永远也踩不到底的油门，宝马正载着你一路狂奔，越来越快，风驰电掣。宇宙也在以越来越快的速度加速膨胀，而不像此前科学家们预测的那样，处于减速膨胀状态。

总有一股力量在驱动宝马，让它越来越快，这种力量就是汽油燃烧的能量；总有一股力量在推动宇宙，让它加速膨胀，这种力量就是所谓的暗能量。

暗能量存在的观测证据除了1998年对Ia型超新星的测量外，还包括引力透镜、微波背景辐射、WiggleZ计划对银河系附近20万个星系红移量的测量以及光子通过引力势阱时的萨克斯-瓦福效应等。2013年，普朗克卫星测量表明，宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物质、及4.9%的正常物质组成。

目前关于暗能量的理论非常多，科学家们通常假设，暗能量均匀地充满了整个宇宙，密度很小，只有10g/cm3，因而我们的设备几乎没有可能直接发现它。除了均匀之外，暗能量的另一种性质是具有负压，也可称为排斥性的万有引力，造成宇宙时空整体被“吹涨”，从而形成加速膨胀。

目前共有两类暗物质理论，一类是我们上文所说的宇宙常数理论，一类是标量场理论。标量场理论允许暗能量有一定的不均匀，一些标量场理论甚至预言暗能量密度将随时间流逝而不断增加，最终导致整个宇宙的“大撕裂”。

暗能量究竟是什么，现在依然众说纷纭，扑簌迷离，暗能量已成为21世纪物理学面临的最大挑战。

本文选自：今日头条