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暗能量是所有物理学中最大的谜团之一 。
根据我们的最佳观察 ， 宇宙不能仅由物质和辐射构成 ， 而是需要一个与我们所知不一样的附加成分 。 它不会结块或聚集；它没有我们知道的相关粒子或量子；它似乎在任何地方、任何时间和所有方向都是相同的 。 尽管我们可以描述它如何影响宇宙 ， 并限制它所不表现出的行为 ， 但是我们仍然不确切知道什么是暗能量 。
暗能量很可能是世俗的：空间本身固有的一种能量形式 ， 与我们今天所观察到的一样 ， 永远不会改变、发展、增强、减弱或做任何不同的事情 。 但是 ， 总有可能暗能量比我们通常认为最简单、最幼稚的实体负责 。 在我们更好地理解暗能量是什么以及它如何工作之前 ， 我们必须接受一个极其不舒服的可能性：毕竟 ， 暗能量可能会毁灭整个宇宙 。
如果您想了解暗能量是什么以及它是如何工作的 ， 那么最简单的起点就是我们观察到的宇宙的开始：炽热的大爆炸 。 在大爆炸的最早瞬间 ， 空间变得异常热和致密 ， 充满了巨大的能量、物质、反物质和辐射 。 但是它也以令人难以置信的快速扩张 ， 以恰当的初始速度平衡了引力的吸引力 。 就像在一场比赛中那样思考 ， 所有不同形式的能量都在相互吸引 ， 而最初的膨胀使一切迅速分离 。 大爆炸是这场比赛的起跑器 ， 您可以立即想象这场比赛可以通过三种方式结束：
引力胜了 ， 克服了膨胀 ， 使宇宙在大危机中崩溃了 ， 膨胀获胜 ， 因为万有引力无法将事物拉回去 ， 结构飞散 ， 最终以大冻结结束 ， 或两者完美平衡 ， 因为膨胀率降至零 ， 但再也不会崩溃 ， 因此出现“金发姑娘（“金发姑娘原则”指出 ， 凡事都必须有度 ， 而不能超越极限）”（或严重）情况 。
我们怎么知道宇宙的最终命运？从理论上讲 ， 宇宙的膨胀率必须随着时间的流逝而变化 ， 受广义相对论定律的支配 。 随着宇宙的膨胀 ， 它的密度降低 ， 并且由于辐射损失能量而冷却 。 因此 ， 我们可以通过测量宇宙的膨胀 ， 通过测量来自不同距离的星系发出的光有多严重偏移来了解宇宙的膨胀 。
想象一下 ， 您可以在整个宇宙的历史中看到一个星系 。 起初 ， 它的消退速度非常快 ， 但是随着宇宙膨胀率下降 ， 它似乎会放慢速度 。 宇宙是否崩溃 ， 将取决于表观的衰退速度如何随着时间而放缓 。 到20世纪90年代后期 ， 我们已经有足够的数据来整理这些信息 ， 并根据我们对许多星系的观察来重建一个星系会发生什么 。 但是他们的发现令人震惊：不仅所有这些情况都是无效的 ， 而且遥远的星系并没有因为我们的消退而放慢速度 ， 反而在加速 。
如果您可以从“大爆炸”开始之初就观察到一个星系 ， 那么您会发现它从我们的角度迅速消退 ， 然后在我们的消退中减速了70亿多年 ， 随着引力的作用越来越慢努力抵消膨胀 。 然后 ， 大约在60亿年前 ， 该星系将停止减速 ， 转而再次远离我们 。
与广义相对论和我们收集到的全套数据一致的唯一解释是：宇宙还有一个附加成分 ， 甚至超出了暗物质、正常物质、中微子、辐射、黑洞和引力波 。 它不会随时间变化很大 ， 只有在物质和辐射密度降至临界值以下时才变得重要 。 据我们所知 ， 它的行为就像是空间本身固有的一种能量形式：暗能量 。
如果看起来暗能量 ， 那将对我们宇宙的未来命运产生巨大而深远的影响 。 根据其当前的行为 ， 我们被数据吸引来推断暗能量是一个常数：其能量密度不会随时间变化 。 这意味着 ， 随着宇宙的膨胀和体积的增加 ， 它实际上会获得能量 。 （从小范围来看 ， 违反了能量守恒 ， 但是对于不断膨胀的宇宙 ， 能量守恒 。 ）
如果确实如此 ， 那么我们宇宙的遥遥无期 。 大约60亿年前 ， 在暗能量开始支配宇宙膨胀之前 ， 已经被引力相互束缚的物体将保持束缚 ， 因此银河系甚至本地集团都是安全的 。 但是 ， 尺度更大的结构将继续彼此远离 ， 并且随着时间的流逝 ， 它们似乎将越来越快地消失 。
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