暗能量 Dark Energy_星空的琴弦_免费在线阅读收听下载

各位听众朋友大家好，我是主播欧锋。现在为大家介绍科普作家汪洁所著《星空的琴弦》第22篇：暗能量，第2部分

通过天文测距我们得到了星系坐标点的时间坐标，这个可以作为横坐标，那么要完成宇宙膨胀速率的曲线图，还需要一个纵坐标，就是宇宙膨胀速率值。如何才能得到这个数值呢？破解问题的关键在于光的颜色。因为宇宙在不断的膨胀，所以穿行在宇宙中的光的波长也会被不断的拉长，拉的越长光就会变得越红。（略）

两个研究团队并没有任何交流，以保持各自数据的客观独立性，随着两个独立研究团队的工作推进，这两个团队都变得越来越惊讶，还记得吗？他们的最初研究初衷是为了测量宇宙膨胀的减速度，可是观测数据积累的越多，他们的嘴却张得越大，因为宇宙似乎与他们预想的膨胀模式完全背道而驰。

经过4年多慎重的观测复查，再次复查后施密特领导的高红移超新星搜索队于1998年率先公布了他们的研究结果，一张让全世界天文学家大跌眼镜的宇宙膨胀速率，随时间变化的曲线图，这根曲线显示宇宙在大爆炸后的前71年，膨胀速率确实如预期的那样一直在逐渐减慢，但是就在大约70亿年前的某个时刻，不可思议的大事发生了，曲线在即将变频的时候突然开始上翘，就好像有人开着车，从踩刹车改为踩油门一般，这根曲线一直上翘到今天宇宙的膨胀速率不仅没有减速度，反而有加速度。

到了1999年，珀尔穆特的超新星宇宙学计划团队也公布了他们的研究结果，在完全独立工作的情况下，他们的研究结论与施密特团队结论惊人的一致。

就这样，50多位优秀的天文学家用了4年多的时间，向全世界宣布了一个不可思议的消息：宇宙正在加速膨胀。在科学上有一个全世界都认同的原则，那就是特别惊人的观点，需要特别惊人的证据。宇宙加速膨胀这个观点足以惊动全世界。到今天为止，宇宙加速膨胀已经成为一个经受住严苛检验的事实，而被科学共同体所接受，2011年的诺贝尔物理学奖就颁发给了施密特和珀尔穆特以表彰他们的重大发现。

这个现象的确认，马上就带来一个巨大的困惑，就好比你向上抛起一个球，这个球不但不减速，反而会加速上升，你必然会断言：一定有什么东西在推动它飞离地球，逃脱地心引力。而爱因斯坦提出的那个为了抵消宇宙膨胀而引入的宇宙学常数，正是在理论上能够产生斥力，对抗万有引力的东西。于是宇宙学常数又重新成为万众瞩目的焦点，这个情况如果爱因斯坦地下有知，不知道又做何感想。

为了让宇宙学常数的概念更易于理解，芝加哥大学宇宙学家物理学家迈克尔特纳教授（1949年~）发明了一个词：暗能量（dark energy），这个词一下子流行开来，因为确实很生动形象又神秘，就好像有一种未知的黑暗力量在推动着我们的宇宙加速膨胀。

虽然人们现在对暗能量的了解少得可怜，但也不是一无所知，根据已经观测到的事实，科学界目前对暗能量的推测是这样的，它是由空间本身产生的一种排斥性引力，而且均匀的弥漫在所有的空间中。

这个排斥性引力非常非常的小，到底有多小呢？根据质能方程我们可以将能量转换为等效的质量来理解，在宇宙刚刚诞生的70亿年内，由于物质与物质靠的比较近，因此暗能量产生的推动力小于万有引力所产生的吸引力，但随着宇宙的膨胀及密度变得越来越小，最终是暗能量占了上风了。

请记住一点，暗能量与万有引力刚好相反，物质之间的空间越大，暗能量反而越强，因为宇宙学常数不会被稀释，它是空间的一种固有属性，相同单位大小的空间都具有相同大小的外推力，这也是由爱因斯坦的广义相对论方程所决定的。因此两个天体间的距离越远，宇宙膨胀将它们推开的作用力也越强，大约在70亿年前，暗能量在与万有引力的对抗中取得胜利，从那时开始宇宙的膨胀速度就开始加速了。

暗能量是当今物理界和天文学界最令人着迷的两大谜题之一，也是最前沿的科学问题，1979年诺贝尔物理学奖得主斯蒂芬温伯格（1933~）说过，如果不解决暗能量这个路障，我们就无法全面理解基础物理学。1957年诺贝尔物理学奖得主李政道也断言，暗能量将是21世纪物理学面临的最大挑战。

暗能量的发现产生了一个让我们很焦虑的问题，宇宙将会一直再这么膨胀下去，永远停不下来，而且河外星系相对于我们的退行速度只会越来越大。如果按照这个趋势发展下去，那么几千亿年以后，银河系附近的所有星系相当于我们的退行速度都会大于光速，换句话说它们发出的光永远也到不了银河系，都会退出我们的宇宙世界，进入一个我们从理论上永远也看不到的区域。

想象一下几千亿年以后的智慧文明再来观察宇宙，它会得出孤岛宇宙的结论，整个宇宙就只有银河系这一个孤岛，除此之外就是无边无际的黑暗，这个结论实在是令人非常不安，虽然我可能连100年都活不到，但是我依然对宇宙的命运感到难受。同样是这个想法的科学家很多，他们试图找到宇宙不会一直这么膨胀下去，避免大撕裂命运的证据和理论模型。

当然大多数人可能会觉得这些宇宙学家真无聊，几千亿年以后的宇宙关我们啥事啊？有什么好研究的？但我想说的是好奇心驱动着人类文明的发展，正是这种纯粹出于好奇的研究，才受到了科学精神中的探索精神，他让我对人类这种伟大的智慧物种充满自豪感。

好奇心很可能也是亿万年自然选择的结果，它对人类生存繁衍起着至关重要的作用，从另一方面来说人类也是极其幸运的，我们生活在一个能看到几千亿个河外星系的宇宙中。在太空望远镜中的宇宙是一个千姿百态的宇宙，用一点诗意的语言来描写就是：我们生活在一个百花绽放的年代，在所有的花儿枯萎之前，让我们尽情享受她们的千娇百媚吧。

20190318

暗能量 Dark Energy

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