为什么宇宙会膨胀呢？

Jefflq

为什么宇宙会膨胀呢？

fanfan_880331

答:为什么宇宙会膨胀呢？回答这个问题首先我们要认识一下眼前宇宙的前世今生。根据科学家公认的研究结果，我们现在看到的宇宙它的年龄是138.2亿年，可观测直径930亿光年，预估完全直径1600亿光年。它的诞生是奇点大爆炸，大爆炸开始了宇宙大膨胀，而且一直膨胀到今日还在继续不停的膨胀着。所谓不停的膨胀，正是宇宙大爆炸时诞生的各星系云团在不停的运动而己。每个星系云团都有自已的运行轨迹可寻，没有轨迹的孤星终被吃掉或被吸附到有轨迹的星系里面，它们都在按自已的轨迹而运行着。宇宙膨胀是宇宙生命成长的一种形式，从收缩到膨胀，再由膨胀回到收缩起点“热寂”，（学术界主流观点），这就是宇宙生命的一个周期，只是宇宙生命的周期比人类生命周期大的多，大的远，大的让我们无法知道要多长间才能完成一个生命周期的轮回。读到这里我们就应该明白了，原来宇宙就是在膨胀中诞生，在膨胀中成长，在膨胀中死亡。热力学定律不会让宇宙获得永生，新的恒星无法继续形成时，宇宙抵达热寂平衡点，宇宙的状态如同诞生之初的那一碗汤状时空。热寂是热力学的终点，整个宇宙任何一处的温度都仅仅比绝对零度高一点，这时宇宙开始大坍缩，所有的星系，物质最终都会变成原子状态，再经过一次偶然的量子涨落，新一轮的大爆炸又形成了，下一个宇宙诞生，宇宙又开始了新一轮的大膨胀。不过这种结局要等多少年才可出现，现在谁也不知道。完毕！
谢邀

xujiahui

一个人绕宇宙一周最终可回到出发点的思想是科学幻想的好题材，但实际上它并没有多大意义。因为可以指出，一个人还没来得及绕回一圈，宇宙已经坍缩到了零尺度。你必须旅行得比光还快，才能在宇宙终结之前绕回到你的出发点而这是不允许的！在第一类弗里德曼模型中，宇宙膨胀后又坍缩，空间如同地球表面那样，弯曲后又折回到自己。因此，它在范围上是有限的。在第二类永远膨胀的模型中，空问以另外的方式弯曲，如同一个马鞍面。所以，在这种情形下，空间是无限的。最后在第三类刚好以临界速率膨胀的弗里德曼模型中，空间是平坦的（所以也是无限的）。

但是究竟可用何种弗利德曼模型来 ，苗述我们的宇宙呢？宇宙最终会停止膨胀并开始收缩或将永远膨胀吗？要回答这个问题，我们必须知道现在的宇宙膨胀速度和它现在的平均密度。如果密度比一卜由膨胀率决定的临界值还小，则引力弱不足以将膨胀停住；如果密度比这临界值大，则引力会在未来的某一时刻将膨胀停止并使宇宙坍缩。利用多普勒效应，可由测量星系离开我们的速度来确定现在的宇宙膨胀速度。这可以非常精确地实现。然而，因为浅们不是直接地测量星系的距离，所以它们的距离知道得不是非常清楚。我们所知道的只是，宇宙在每10亿年里膨胀5% -10%。然而，我们对现在宇宙的平均密度测量得更不准。我们如果将银河系和其他所有能看到的星系的恒星的质量加起来至是按对膨胀率的最低的估值而言，其，贡量总量比用以阻止膨胀的临界值的1%还少。



然而在我们以及其他的星系里应该有大量的“暗物质”，那是我们不能直接看到的，但由于它的引力对星系中轨道的影响我们知道它必定存在。况且人们发现，大多数星系是成团的。类似也，由其对星系运动的效应，我们能推断还有更多的暗物质存在于这些成团的系之间。将所有这些暗物质加在一起，我们仍只能获得必须用以停止膨胀的密变的百分之十。然而我们不能排除这样的可能性，可能还有我们未能探测到的其他的物质形式几乎均匀地分布于整个宇，它仍可以使得宇宙的平均密度达到停上膨胀所必需的临界值。所以，现在的证居暗示，宇宙可能会无限地膨胀。但是，所有我们能真正了解的是，既然它已经膨胀了100亿年即便如果宇宙还要坍缩，则至少要再过这么久才有可能。这不应使我们过度忧虑到那时候，除非我们到太阳系以外开拓殖民地，人类早扫于太阳的熄灭而死亡殆尽!

所有的弗利德解都具有一个特点，即在过去的某一时刻（约100亿至200亿年之前）邻近星系之间的距离为零。在这被我们称之为大爆炸的那一时刻，宇宙的密度和时空曲率都是无穷大。 因为数学不能处理无穷大的数，这表明广义相对论（弗里德曼解以七为基础）的预言，在宇宙中存在一点，该处理论自身失效。这正是数学家称为奇点的一个例子。事实上，我们所有科学理论都是基于时空是光滑的和凡乎平坦的基础上被表述的，所以它们在时空曲率为无穷大的大爆炸奇点处失效。这表明，即使在大爆炸前存在事件，人们也不可能用之去确定之后所要发生的事件，因为可预见性在大爆炸处失了。

hyfeng0828

“宇宙膨胀”与大爆炸没关系

torry

这个现在科学家还没有标准答案。有几个观点可以参考：
热力学理论

1，奇点是超高温度，高温必然有膨胀的需要，无论是气体还能量团。
2，熵增是不可避免的，宇宙的熵在增加，而空间扩张就是负的熵，这样宇宙的整体熵增就不快了。当宇宙不再扩张，那么宇宙的熵增会迅速达到1，也就是宇宙死亡（热寂，热力学第二定律）。

宇宙常数

我们的日常经验会觉得宇宙整体应该是静止的稳定的，但是因为有万有引力存在，宇宙是不可能完全静止的。爱因斯坦在研究广义相对论时，就研究过宇宙的稳定性。
通过计算他认为，数学上宇宙无法静止，未来只能是3种结果：收缩，重新回到一个大型黑洞；膨胀，直到越来越稀薄，越来与远离分散；震荡，来回膨胀-收缩-再膨胀-再收缩。最后他发现膨胀可能性最大，但他还是认为应该有一个机制使得膨胀不那么快，并引入了宇宙常数。

经过后人的工作，现在我们知道宇宙只能膨胀下去。那个宇宙常数也不是常数，在宇宙的不同发展阶段会有不同的数值。
真空能量

我们的概念里，能量都是物质产生的。但是从量子力学里，真空不空，它也有随机产生的虚粒子，忽然诞生有很快消失，并把这个称为“真空量子涨落”。这就是真空能量，这个能量是与空间有关的，而不是与物质有关。真空能量可能是斥力，这个斥力将与万有引力相抗衡。

今天，我们把让宇宙膨胀的能量称为“暗能量”，所以，真空能量可能是暗能量的一个备选答案。