宇宙大爆炸和暗能量有什么联系？

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现在国际天文学界公认的宇宙模型无时无刻不都扩张，恒星系之间互相远离，而星系团之间也在渐行渐远。在一百多年前哈勃证明宇宙天体红证明宇宙膨胀之后，这些知识现在已经广为人知，但是这些年来天文学家发现，宇宙膨胀的过程正在不断加速，星系相对彼此退行的速度也越来越快。显而易见，宇宙膨胀的加速一定有着特定的联系，但是究竟是什么产生宇宙加速膨胀，我们不得而知，可以肯定的是这种“东西”能够产生斥力，因为很明显它正在把宇宙向外推挤，于是人类给这个神秘的东西取了个名字，那就是“暗能量”。

人类通过20年的暗能量研究，可以说关于暗能量的物理本质，我们依然一无所知，而目前最新观测与目前所以的流行理论，又都难以吻合，这就让问题变的更加复杂。

现在科学家对暗能量的本质已经开始探寻，他们希望在10年内解决这个令人头疼的问题。

关于什么是暗能量，科学家提出了许多假设，现在科学界头号理论：认为加速宇宙膨胀的驱动力源自宇宙空间本身的属性，量子力学认为真空并非空无一物而是充斥大量虚的粒子和反粒子，他们同时产生又刹那之间相互湮灭。

尽管听上去有点扯，但这些仅能存在于一瞬间的粒子，携带着大量的能量，而能量和质量是一样能够产生引力，不过与质量不同的是，能量不仅能够产生引力，还能够产生斥力，这取决与压强是正还是负。按照现在的量子理论，真空中的能量应该有“负压强”因此有可能是它们产生了宇宙膨胀产生的斥力。

其实这个理论等价于爱因斯坦的宇宙学常数，爱因斯坦用宇宙学常数来表示宇宙空间本身具有的均匀能量密度，这个假说认为，暗能量密度也是一个常数，不会随着时间和空间而变化。

第二种理论认为：暗能量也许是一种被称之为精致的能量场，这种能量场弥漫在整个宇宙之中，占据了空间中的每一个点，可以抵消引力的吸引作用。我们对“场”应该并不陌生，无处不在的电磁力和引力都是通过“场”来发挥作用，假如暗能量是一个场，那么它不太可能是一个常数，而且也可能随着时间的变化而变化，如此一来，过去的暗能量就有可能比现在更强或者更弱，它的强度对以后宇宙的演化也可能会有影响。

而第三种理论比前两种相对来说要粗暴多了，他们认为根本就没有暗能量，宇宙的加速膨胀源自于广义相对论无法解释的物理现象，爱因斯坦理论可能是不完整的，很有可能在极大的程度下，比如星系或者星系团或者整个可观测宇宙的跨度下引力定律会偏移目前的理论预测，带来异常的引力效应，很多科学家对这个说法十分有兴趣，并且沿着这个方向开展了十分有趣的理论探索，但是目前还没有发现与所有观测都相吻合。

所以目前来看，暗能量存在的假设还是占据上风，我们可以看到上述对暗能量的解释，都不是十分让人满意，感觉都是扯扯淡，以宇宙学常数为例，它预言暗能量强度远超实际数值，假如我们简单的把所有真空中正反虚粒子相关的量子态的能量叠加，得到的数值比实际观测到的数值要大120个数量级，考虑到超对称理论引入的修正后差距得意缩小，但是理论值仍然比测量值高出几十个数量级，如果暗能量真的来自真空，那么问题就来了？

真空能这么会如此微小呢？而暗能量场在这个问题上表现的很好，理论研究者只需要假设与暗能量场相关的势能最低点非常小，就可以保证空间中只蕴藏少量的暗能量。不过这样的模型，同时也要求暗能量场与宇宙万物的相互作用极其微弱，这就难道把暗能量场假说，自然的整合进先有的粒子物理模型之中。

如果暗能量真的是真空能，那么宇宙膨胀加速将会一直持续下去，大约在一万亿年后，除了离银河系最近的那些星系以外，银河系到时候会合并成大型的椭圆星系，除此之外其他星系都会以光速远离我们，再也无法观测到，就算是来自宇宙大爆炸，宇宙微波背景辐射那时候的波长也会被拉长到整个可观测宇宙的尺度难以察觉。

如果暗能量不是真空能，而是某种“未知的场”所携带的能量，宇宙的结局也许会更加的开放，宇宙可能会最终停止膨胀反而开始收缩，最终在大挤压中，将宇宙中所有的物质挤压到一起，重演一遍宇宙大爆炸。

宇宙也可能进入大撕裂状态，大到星系团，小到原子核宇宙一切复杂结构屈服于强大的暗能量而被撕扯的四分五裂。

有人会问我们研究暗能量究竟能有什么用，其实客观的说并没有什么用，假设暗能量真的能为人类所用，可能要过个十几万年以后。就目前来说研究暗能量的性质将有助于了解宇宙的最终命运，虽然了解了也没有多大用处，但是人类对未知事物的好奇，永远都不会停止。

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本文选自：今日头条