宇宙的膨胀，为何越来越快

当我们仰望星空时，我们其实正在目睹一部宇宙的历史。每颗星星都像一部时间机器，将我们带回到过去的某个时刻。而当我们用更强大的望远镜观察更遥远的星系时，我们可以发现一个惊人的现象：这些星系都在离我们远去。

这种现象最早在20世纪20年代被天文学家埃德温·哈勃观察到。

他发现，远离我们的星系看起来更红，这是因为其光波长被拉长了，这种效应被称为“红移”。

而红移的程度与星系的距离成正比，这意味着更远的星系移动得更快。

这个现象被称为哈勃定律，是宇宙膨胀的第一个证据。

哈勃的发现揭示了一个惊人的事实，那就是我们的宇宙正在膨胀。

每一颗星系都在从其他星系远离，就好像宇宙是一个正在膨胀的气球，而星系就是气球表面的标记。

这并不是星系在空间中的运动，而是空间本身在扩张。

揭示膨胀：赫歇尔·夫里曼-罗伯逊-沃尔克 模型哈勃的发现为我们揭示了宇宙的动态性质，但要理解这个现象，我们需要借助于一些理论工具。

这些工具来自于阿尔伯特·爱因斯坦在1915年提出的广义相对论。

广义相对论是描述引力的理论，它告诉我们，物质和能量如何通过曲线空间-时间来产生引力。

在这个理论的框架下，一系列的数学模型被提出来解释宇宙的膨胀。

其中最著名的是赫歇尔·夫里曼-罗伯逊-沃尔克 (Hubble-Friedmann-Robertson-Walker) 模型。

这个模型假设宇宙是均匀且各向同性的，也就是说，无论你在宇宙的哪个位置，或者朝着哪个方向看，宇宙看起来都是一样的。

根据赫歇尔·夫里曼-罗伯逊-沃尔克模型，宇宙的膨胀可以被描述为度规（宇宙的“尺度”）随时间的变化。

这种膨胀不是星系在空间中的运动，而是空间本身的扩张。

简单来说，宇宙的每一部分都在膨胀，而不只是宇宙的边缘。

宇宙的加速膨胀：超新星的观测虽然我们已经知道宇宙正在膨胀，但直到20世纪90年代末，我们才发现这种膨胀正在加速。

这个发现让科学家们感到非常惊讶，因为直觉上看，由于引力的作用，宇宙膨胀的速度应该会越来越慢。

这个发现来自于对超新星的观测。

超新星是一种极其明亮的天体现象，它发生在一颗恒星死亡时爆炸。

其中一种特定类型的超新星，称为Ia型超新星，被认为是宇宙的“标准烛光”，因为我们知道它们的真实亮度。

通过观测这些超新星的亮度和红移，我们可以推算出它们的距离和速度。

在1998年，两个独立的团队同时观察到了一些比预期更暗的Ia型超新星。

这意味着这些超新星比预期的要远，这又意味着它们是在一个比我们预期更大的宇宙中发生的。

这些观测结果表明，宇宙的膨胀速度不仅没有减慢，反而在加速。

这个发现震惊了科学界，并在2001年赢得了诺贝尔物理学奖。

这个发现也引发了对宇宙学的一个新的、深深困扰的问题：什么在推动宇宙的加速膨胀？造成加速膨胀的力量：暗能量的概念为了解释宇宙膨胀的加速，科学家们提出了“暗能量”这一概念。

这是一种神秘的、我们还不完全了解的能量形式，它似乎弥漫在宇宙的每一个角落。

根据最新的数据，暗能量占据了宇宙的约68%。

与此相比，我们所知道的、由原子构成的“普通物质”只占宇宙的4.9%。

剩下的部分主要是暗物质，约为27%。

暗能量最重要的特性就是它对宇宙的膨胀产生的抗引力效应。

不同于普通物质和暗物质产生的引力，会使宇宙膨胀减缓，暗能量则产生相反的效应，使宇宙膨胀加速。

为了更好地理解暗能量，我们可以将宇宙想象为一个充气的气球。

当我们不断地给气球充气，它会越来越大。

在这个比喻中，暗能量就是不断进入气球的气体，推动宇宙向外膨胀。

尽管暗能量是如此重要，决定了宇宙的命运，但我们对它的了解还很有限。

它是什么？它从何而来？为什么它现在的量就是这么多？这些都是当今物理学和宇宙学中最大的谜团。

尚存的困惑：暗能量的性质和其他理论尽管暗能量已经成为了主流的宇宙学理论，然而关于它的性质和起源，科学界还存在许多困惑和争议。

我们知道暗能量的存在，但我们对它的实质了解甚少。

首先，暗能量的准确性质仍然未知。

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