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爱因斯坦于1915年提出引力场方程 , 但令他没想到的是 , 根据方程推导出了一个动态的宇宙 , 这意味着宇宙正在膨胀或收缩中 , 从整体来说宇宙不能保持静止 , 但是爱因斯坦觉得宇宙里的物质应该是均匀的并且稳定静止的宇宙是当时科学界的共识 , 为了不破坏优美的有限无界静态宇宙模型 , 爱因斯坦修正了他的方程 , 引入了一个新的项目 , 称之为宇宙常数 , 然而就是这个常数让他失去了一项重大科学预言 。
1929年 , 美国天文学家埃德温哈勃发现 , 宇宙中大多数星系都存在红移的现象 , 这说明遥远的星系正在远离我们 , 距离越远远离的速度越快 , 并且以此建立了哈勃定律 , 对于红移现象 , 最合理的解释就是 , 膨胀宇宙的理论相对论场方程中的宇宙常数 , 根本没有存在的必要 。 据说当爱因斯坦得知此消息感到后悔不已 , 承认自己引出的宇宙常数是一生中最大的错误 。 然而现在看来他的结论下得过早 , 在爱因斯坦去世40年后 , 宇宙常数又被重新拿出来 , 赋予了新的含义 , 这源于天文学界的一个惊人发现 , 根据大爆炸宇宙理论 , 我们的宇宙诞生于138亿年前的一场大爆炸 , 科学家们预计宇宙的膨胀速度在引力的作用下会逐渐减慢 。
【暗物质为何不会随着宇宙的膨胀而被稀释?】
从上世纪90年代开始 , 有两个独立的研究团队利用当时世界上最先进的设备 , 通过观测一行超新星的红移现象 , 系统的研究宇宙膨胀速度 , 一型超新星的亮度几乎恒定 , 所以可以把它作为标准 , 通过测量其亮度知道它的距离 , 进而就能计算出它的速度 , 让所有人意外的是 , 他们的研究结果表明 , 宇宙的膨胀速度不仅没有减少 , 反而是在加速 , 这个发现被称为震动了宇宙学的基础 , 两个研究小组中的三位成员 , 因此获得了2011年诺贝尔物理学奖 , 他们的研究结果改变了人类对宇宙的认识 。
按照对微波背景辐射的研究表明 , 宇宙在大尺度范围内是平坦的 , 说明宇宙的总质量大约等于临界密度 , 也就是每立方米五个氢原子左右 , 可是现在统计出来却发现 , 把暗物质也都算上也才只有30% , 因此科学家们推测剩下的就是暗能量 。 根据普朗克卫星的最新数据 , 暗能量占整个宇宙智能的68.3% , 暗物质占26.8% , 而我们所熟悉的繁华世界 , 日月星辰仅占整个宇宙的 , 4.9人们很容易将暗物质和暗能量混淆 , 并且根据爱因斯坦的质能关系式 , 质量和能量可以看作是物质同一属性的两个方面 。 为什么还要将它们区别开呢?因为暗物质和暗能量在本质上的具体表现大不相同 。
暗物质与普通物质一样具有引力 , 而暗能量能够产生与引力相反的排斥力 , 暗能量在宇宙中无处不在 , 然而我们却很难意识到它的存在 , 并且他在整个宇宙尺度上是均匀分布的 , 无论是在你家的厨房 , 还是在遥远的星际空间 , 暗能量的密度都完全一样 , 约为十的负二十六千克每立方米 。 在太阳系甚至在银河系中 , 暗能量的效应都几乎观测不到 , 对于行星的运动也几乎起不了作用 , 只有在巨大的空间尺度上和时间跨度上 , 才能体现出暗能量的影响力 。 几千年来 , 人类一直在思考这样一个问题 , 宇宙的最终命运会是什么?这个问题的答案可能取决于暗能量 。
暗能量对宇宙未来的发展甚至宇宙的命运起着至关重要的作用 , 它占宇宙总物质能量的近70% 。 更为奇怪的是 , 不同于普通物质 , 它不会随着宇宙的膨胀而被稀释 , 所以如果暗能量一直是宇宙的主要成分 , 那么宇宙就会永远地膨胀下去 , 宇宙将变得更加寒冷、黑暗、空旷 , 这也许就是宇宙的未来 。 但到目前为止 , 我们还不知道暗能量的本质 , 人类的好奇促使我们不断的探索宇宙的真相 , 无论宇宙的终极命运会是怎样 , 现在的宇宙依旧保持着它美丽而又神秘的样子
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