1、太空中充滿了無數(shù)的離奇和謎團(tuán)，等待著我們?nèi)ヌ剿鳎航裉欤絹碓蕉嗟嫩E象表明，宇宙正處于一種加速的膨脹中，所有遙遠(yuǎn)的星系都在漂離我們而去，并且漂離的速度越來越快！隨著時間推移，最終那些星系都將以高于光速的速度漂離，從那些星系上發(fā)出的光子的速度就趕不上宇宙膨脹的速度，光子所攜帶的信息再也不能穿過宇宙空間，到達(dá)我們所處的銀河系的家。

2、實際上，那些距離地球六七十億光年的星系現(xiàn)在已經(jīng)不能發(fā)送新信息到地球上了。

3、這些星系的光譜已經(jīng)紅移了太多。

(資料圖片僅供參考)

4、由于宇宙加速膨脹，它們以后再也不能向我們傳送任何放射性的信號，所有的星系只留下一個最后的、凝固的影像。

5、我們將再也不能收集到這些星系此后所散發(fā)的任何光和其它輻射，它們在時間和空間里被凝結(jié)了。

6、這情形有點像黑洞，根據(jù)黑洞理論，物質(zhì)掉到那個黑洞里以后，會留下一個最后的影像，這樣洞外還可以看到這個影像，但這只是一個永恒不變、沒有活力的影像，把它比作人的遺像也不過分。

7、即便是那些凝固的影像也將最終消失。

8、因此，億萬年后，宇宙也將真的成為一個空空蕩蕩的寂寞之地。

9、也許我們還可以看到一些屈指可數(shù)的離銀河星系很近的星系，可能只有幾千個左右，這些星系不再會屈從于宇宙膨脹理論，由于遠(yuǎn)離的星系對它們的引力越來越小，直到最后幾乎消失，因此這些在銀河星系附近的星系與銀河系之間的引力會越來越大，這種引力會使它們和我們的銀河系的距離越來越近，并最終和我們所在的銀河系相撞……科學(xué)家們估計，距那一天的到來，只有大約不到1000億年的時間。

10、這意味著，在500億到1000億年后，我們將收集不到任何來源于銀河系以外的系的新信息。

11、假設(shè)這些星系里有文明存在的話，我們也將永遠(yuǎn)沒有辦法與他們?nèi)〉寐?lián)系。

12、我們，銀河系，將成為宇宙中的孤魂野鬼。

13、想像一下，當(dāng)所有的星系離我們遠(yuǎn)去的時候，當(dāng)我們抬頭仰望天空，我們只能看到我們自己的家，那個像“牛奶之路”(銀河的英文“Milk Way”直譯過來是“牛奶之路”的意思)一樣的銀河系的時候，當(dāng)我們再向遠(yuǎn)處眺望時，只能看到那空蕩蕩、漆黑一片的世界時，我們是不是也會感覺有點孤單？是不是會感覺自己也像個孤魂野鬼？那些致力于尋找外星文明的科學(xué)家們常問這樣一句話：Are we alone?(我們孤獨(dú)嗎？)到那時候，是不是整個銀河系都要問：Are we alone?最終決定宇宙命運(yùn)的力量是什么樣的力量使宇宙在不可遏止地膨脹，所有的星系都義無返顧地遠(yuǎn)離我們而去？最近的研究表明，這是一種澎湃在宇宙所有角落的神秘暗能量。

14、宇宙被暗能量所控制，而我們卻看不到它，就像你看到樹葉簌簌抖動時，你知道是風(fēng)吹動了它，但你卻看不到風(fēng)一樣。

15、這種神秘的暗能量隱蔽得如此之巧妙，連天文學(xué)家長時間來都知之甚少。

16、它在太陽系內(nèi)根本不會被察覺，甚至在我們的銀河系中也不會產(chǎn)生任何效應(yīng)。

17、但是，在星系之間物質(zhì)更加稀薄的環(huán)境下，它的作用會超出引力，使宇宙膨脹加速。

18、我們通常把星系之間沒有物質(zhì)的真空地帶想象成“什么也沒有”，但是，如果我們從星際空間中把其中存在的稀少的物質(zhì)粒子全部移走，然后將所有穿過這個區(qū)域的輻射也全部屏蔽出去，再把這個區(qū)域徹底冷卻到絕對零度，這樣得到的空洞空間仍然會有某種殘余的能量，這就是暗能量。

19、所以又有人把暗能量稱之為“真空能”，在物理上它表現(xiàn)得更像一個真空。

20、上世紀(jì)二三十年代，就有科學(xué)家認(rèn)為真空不空，只是物理的探測儀器探測不到罷了！暗能量在宇宙中更像是一種背景，就像是空氣對于人類，或者是大海對于魚兒一樣，根本讓人感覺不到它的存在，但它確確實實的存在著，且起著非同一般的作用。

21、暗能量登上天文學(xué)的舞臺是在1998年，當(dāng)時兩個天文學(xué)家研究小組對遙遠(yuǎn)星系中爆炸的超新星進(jìn)行觀測之后，發(fā)現(xiàn)它們的亮度比預(yù)期的要暗，而這意味著它們的位置要比預(yù)期的位置遠(yuǎn)，也就是說它們正在遠(yuǎn)離地球。

22、天文學(xué)家們認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的原因是：從幾十億年前的某個時刻開始，宇宙的膨脹速度加快了。

23、在那以前，天文學(xué)家一直以為由于引力的作用，星系彼此施壓，宇宙膨脹是逐漸變慢的，最終，宇宙的變化過程會逆轉(zhuǎn)，引力會獲勝，而一切又重新收縮回來。

24、但是對超新星的觀測結(jié)果表明，一股神秘的力量正扮演著引力的反力，導(dǎo)致星系以更快的速度彼此飛離，宇宙終將變成個寒冷、黑暗、沒有盡頭的世界。

25、起初，一些研究者質(zhì)疑這個結(jié)果：也許是超新星的光被星云擋住了呢？亦或是超新星本來就比科學(xué)家預(yù)想的昏暗呢？但是經(jīng)過仔細(xì)驗證，這些猜疑全被粉碎，最后剩下惟一的解釋就是暗能量。

26、至此，愛因斯坦、霍金和其他聰明的宇宙學(xué)家都錯了：宇宙中最有影響的力量不是引力，而是以宇宙常量形式存在的“暗能量”。

27、它可能提供了宇宙四種基本力——引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力——之外的一種新的基本力：排斥力。

28、但是未知的東西仍然還有很多，現(xiàn)在還不清楚，使宇宙膨脹的暗能量是不是現(xiàn)今物理學(xué)意義上所描述的能量？或者它只是引力在非常遙遠(yuǎn)距離的一種不同的表現(xiàn)？它的性質(zhì)是什么？它的密度有多大？等等。

29、暗能量連同此前發(fā)現(xiàn)的暗物質(zhì)，給了我們一幅徹底陌生的宇宙圖景。

30、很多天文學(xué)家都為此心煩意亂，他們不得不適應(yīng)一個沒有預(yù)計到的、怪異的新宇宙。

31、人們曾經(jīng)以為宇宙中除了可見的星系物質(zhì)外再也空無一物了，然而，大約在60多年前，宇宙學(xué)家通過天文觀測和理論研究發(fā)現(xiàn)，其實在宇宙中，除了普通物質(zhì)之外還存在著一種神秘的不可見的“暗物質(zhì)”。

32、普通物質(zhì)總是能與光發(fā)生相互作用，或者在一定的條件下自身就能發(fā)光。

33、也就是說，即使普通物質(zhì)藏身于最黑暗的角落，只要人們拿上手電筒照上一照，總能發(fā)現(xiàn)它們。

34、但“暗物質(zhì)”恰恰相反，它根本不與光發(fā)生作用，更不會發(fā)光。

35、因為不發(fā)光、與光不發(fā)生作用，所以在天文上用光的手段絕對看不到它！不管你是用電磁波、無線電，還是用紅外射線、伽馬射線、X射線，去照射它都毫無用處。

36、科學(xué)家只能通過其他手段來間接推導(dǎo)暗物質(zhì)的存在，而物質(zhì)的具體組成成分更是讓人一頭霧水。

37、暗物質(zhì)的問題還沒有搞清，現(xiàn)在，又冒出來一個更玄妙的暗能量，怎能不讓天文學(xué)家感到突兀和尷尬！現(xiàn)在科學(xué)家業(yè)已證實，在我們的宇宙中，普通發(fā)光物質(zhì)只占宇宙總能量的0.4%，其它的普通物質(zhì)也只占3.7%，而暗物質(zhì)占了近23%，另外的73%則是占主導(dǎo)的暗能量。

38、暗物質(zhì)和暗能量這兩個當(dāng)今宇宙學(xué)上讓人最捉摸不透的東西，卻占了宇宙總能量和物質(zhì)的96%，一起支配著宇宙的命運(yùn)。

39、這就意味著，宇宙中居然還有96%的成分我們無從知曉！愛因斯坦甩不掉的錯誤從某種意義上講，暗能量所導(dǎo)致的宇宙排斥力并非是一個全新的想法。

40、愛因斯坦的廣義相對論里已包括了反引力的理論，即所謂的宇宙常數(shù)。

41、不過就連愛因斯坦自己，以及其后的很多天文學(xué)家都僅把它看成了一個和真實宇宙無關(guān)的數(shù)學(xué)發(fā)明。

42、在20世紀(jì)90年代以前，沒有人想過這個常數(shù)會在現(xiàn)實中產(chǎn)生巨大影響。

43、那是1915年，愛因斯坦發(fā)表了他的杰作——廣義相對論，廣義相對論使我們理解了宇宙空間彎曲的含義，徹底革新了我們的宇宙時空觀。

44、1917年，愛因斯坦將廣義相對論公式應(yīng)用到整個宇宙，想看看能否獲得對宇宙本質(zhì)的新認(rèn)識。

45、當(dāng)時，所有人都相信，宇宙是封閉而靜止的——既不膨脹，也不收縮。

46、但愛因斯坦的公式卻讓他十分驚訝：公式表明宇宙要么在膨脹，要么在收縮，但就是不能保持靜止！面對著如此不符合“常識”的公式，愛因斯坦覺得他唯一的選擇就是引進(jìn)一個附加因素，以使他的理論導(dǎo)出一個靜止不變的宇宙。

47、這個附加因素就是宇宙常數(shù)，宇宙常數(shù)更準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是“宇宙常量”，它代表著真空中有一種看不見的能量，其密度是一個常數(shù)，會產(chǎn)生宇宙排斥力。

48、我們只要調(diào)整這個常數(shù)，就可以平衡引力與宇宙排斥力，而得到靜止且封閉的宇宙。

49、然而偉大的愛因斯坦很快就被鬧了個大紅臉。

50、1929年，天文學(xué)家哈勃發(fā)表了他的宇宙膨脹觀測結(jié)果——所有的星系都正離我們遠(yuǎn)去，我們的宇宙不是穩(wěn)態(tài)的，是在膨脹的——這個觀測完全改寫了人類的宇宙觀。

51、原先那個沒有包含“宇宙常數(shù)項”的愛因斯坦方程式，恰恰就描述了一個膨脹中的開放宇宙，愛因斯坦后在方程中加進(jìn)的宇宙常數(shù)成了多余的累贅。

52、1930年愛因斯坦還為了哈勃的這個觀測而造訪威爾遜山天文臺，有張照片記錄了這次20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家與天文學(xué)家的相遇——愛因斯坦乖乖地盯著望遠(yuǎn)鏡的目鏡，哈勃得意洋洋地在旁邊抽著煙斗。

53、自此，愛因斯坦拋棄了自己過去信奉的穩(wěn)態(tài)宇宙理論，宇宙常數(shù)也被愛因斯坦視為其一生中最大的錯誤而丟入垃圾桶。

54、然而，愛因斯坦真的錯了嗎？這里，有必要指出的是，一個沒有加進(jìn)“宇宙常數(shù)項”的愛因斯坦公式雖然也能推導(dǎo)出一個膨脹的宇宙，但其膨脹速度總是逐漸減慢，而不可能越來越快，這就是說，宇宙在極早期一段極速的膨脹后，膨脹的速度便該慢慢減少。

55、這是因為宇宙中物質(zhì)引力造成的效應(yīng)，就好比你把一顆球往上拋，地球的引力會讓這顆球的上升速度越來越慢一樣。

56、而宇宙中到底有多少物質(zhì)，便決定宇宙到底是會無窮盡地膨脹下去，還是終有一天為因物質(zhì)的引力而再縮回成為一點。

57、但無論如何，如果我們只把引力考慮進(jìn)去的話，宇宙的膨脹總是要越來越慢的。

58、然而，真實的宇宙永遠(yuǎn)超出我們的想象。

59、今天，更多的觀測事實一再顯示，我們宇宙的膨脹速度，非但沒有因物質(zhì)的引力作用而越來越慢，反而越來越快！宇宙正在加速膨脹，這就證明了宇宙排斥力存在，這個排斥力的來源就是充盈宇宙的暗能量。

60、這個暗能量有一個奇怪的特性，就是空間無論怎么擴(kuò)張，其密度總是恒定不變，而不會隨著空間的擴(kuò)大而稀薄。

61、要理解這一點并不難，鑒于暗能量自身的性質(zhì)，它在任何虛無的空間中都是存在的，空間每擴(kuò)大一點，真空中的暗能量也就隨之增加一點，空間擴(kuò)大的地方，就是暗能量產(chǎn)生的地方，所以暗能量的密度總是不變的。

62、與之相比，宇宙空間的物質(zhì)總量卻是基本恒定的，當(dāng)空間不斷擴(kuò)大，物質(zhì)的密度就會不斷下降，物質(zhì)宇宙中越來越稀薄。

63、這一切意味著什么呢？很明顯，隨著宇宙空間的擴(kuò)張，暗能量在宇宙中所占的比例將會越來越大。

64、它所產(chǎn)生的宇宙斥力也越來越強(qiáng)大，很快就超過宇宙中的萬有引力，使宇宙的膨脹速度不斷加快。

65、宇宙常數(shù)就是指這種宇宙空間中恒定的能量密度，它本來描述了宇宙的真實狀況，卻不能被幾十年前的科學(xué)家所理解，落得個被拋棄的命運(yùn)。

66、現(xiàn)在，宇宙常數(shù)起死回生了，愛因斯坦視為一生中最大的錯誤，到頭來竟是對的。

67、雖然，宇宙依舊不是如愛因斯坦早年所想的那般靜止不動，但至少，宇宙常數(shù)不為零現(xiàn)在已是大多數(shù)人所接受的“事實”。

68、這段宇宙常數(shù)被發(fā)明、被揚(yáng)棄、又死而復(fù)活的歷史告訴我們，今日被大多數(shù)人或被學(xué)術(shù)權(quán)威相信是正確的事，明日很可能會被證明是錯的。

69、暗能量兩次改變宇宙進(jìn)程這里有一個奇怪的問題：為什么宇宙常數(shù)可以幫助愛因斯坦的公式導(dǎo)出一個靜態(tài)的宇宙，而到了今天宇宙常數(shù)復(fù)活時卻又導(dǎo)出了一個加速膨脹的宇宙？我們在前面說過，宇宙暗能量是一個定量，能量密度不會隨宇宙體積增加而降低，也就是說無論宇宙大小，暗能量的密度都是一個固定值。

70、這樣的行為和其它我們熟悉的能量形式，如輻射(光子)能量和一般粒子能量都不一樣，這類可觀測的能量密度會隨宇宙膨脹而下降。

71、而正是因為暗能量的性質(zhì)怪異，它才能夠提供不尋常的宇宙排斥力。

72、隨著宇宙空間的不斷膨脹，宇宙間物質(zhì)密度不斷降低，而宇宙排斥力卻固定不變，這樣，曾經(jīng)幫助愛因斯坦使宇宙靜止的宇宙排斥力(宇宙常數(shù))現(xiàn)在成了宇宙加速膨脹的推進(jìn)劑。

73、宇宙排斥力的作用曾經(jīng)使整個宇宙的歷史產(chǎn)生過兩個轉(zhuǎn)折點。

74、第一次是在宇宙起源之初，在第一秒剛開始的某一時刻，宇宙的尺度突然急劇猛增，那就是我們通常所說的宇宙劇烈暴脹階段。

75、這個階段宇宙的膨脹是指數(shù)式的，也就是說，在每個固定時間周期里宇宙尺度就擴(kuò)大一倍。

76、我們假設(shè)這個時間周期為1個滴答，那么，2個滴答之后尺度增大到4倍；3個滴答，尺度增加到8倍；10個滴答，這個空間區(qū)域膨脹到1000倍以上。

77、在那個暴脹期間，暴脹力異常之強(qiáng)，使得大約每隔100億億億億分之一秒(10-34秒)宇宙尺度就擴(kuò)大一倍。

78、這幾乎是個無限小的時間間隔，它就是前面所說的1個滴答。

79、僅僅100個滴答后，一個原子核大小的區(qū)域就會暴脹到大約1光年的直徑。

80、為什么宇宙表現(xiàn)出這樣詭異的行為？這主要是由于早期宇宙完全被真空暗能量所控制，而那時的宇宙幾乎還沒有任何物質(zhì)粒子，因此也就幾乎沒有任何引力對膨脹起剎車作用，只有強(qiáng)大到幾近失控的排斥力造成宇宙的尺度增長得越來越快。

81、暴脹造成的尺度急劇猛增也解釋了我們現(xiàn)在的宇宙為何在各個方向上都如此均勻，因為宇宙任何初始的不規(guī)則性都會被空間擴(kuò)展抹平，這非常像一只汽球，當(dāng)它脹大時其上的皺紋便會消失。

82、同樣，不同方向上早期膨脹速度的任何變化也很快被急劇的暴脹所淹沒，因為暴脹在各個方向上都有相同的作用力。

83、后來，隨著宇宙溫度逐漸冷卻，宇宙中結(jié)團(tuán)成塊的物質(zhì)逐漸增加，從粒子到原子、到星云、到恒星和星系，物質(zhì)密度越來越大，這就意味著物質(zhì)的引力作用越來越強(qiáng)，并漸漸在與暗能量的抗衡中占了上風(fēng)，使宇宙膨脹的速度緩慢下來。

84、然而，大約六七十億年前，暗能量又一次改變了宇宙的歷程。

85、根據(jù)最新的觀測資料，天文學(xué)家估計，那個時期物質(zhì)引力失去了對宇宙的控制，控制權(quán)再次落入了神秘的暗能量之手。

86、這個變化的具體原因迄今無人知曉，最大的可能是，那時期宇宙物質(zhì)在持續(xù)數(shù)十億年密集產(chǎn)生后，進(jìn)入一個平穩(wěn)時期，物質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)量在逐漸變少，而宇宙仍舊在不斷膨脹，致使宇宙空間中物質(zhì)密度隨宇宙體積增加而不斷降低，但暗能量的密度卻還是恒定的，因此宇宙的排斥力在與物質(zhì)引力的較量中重新占了上風(fēng)。

87、自那以后，宇宙間物質(zhì)密度愈見稀少，而暗能量密度卻始終恒定，因此，宇宙加速膨脹終成定局。

88、萬物將被撕裂，宇宙將終結(jié)星系不斷地漂移遠(yuǎn)去，宇宙終將變得寒冷、黑暗、沒有盡頭，是我們不可避免的命運(yùn)嗎？而這，還遠(yuǎn)不是宇宙最令人心寒的結(jié)局——宇宙可能還有一種更悲慘的下場。

89、目前，能量的來源主要有兩種理論。

90、一種觀點認(rèn)為，暗能量類似愛因斯坦“宇宙常數(shù)” 所假設(shè)的，是一種從真空中彌漫出來的能量，不會隨時間改變，密度固定。

91、但也有科學(xué)家提出，暗能量與一種變化的動態(tài)能量場相關(guān)，密度隨時間而改變。

92、按照暗能量穩(wěn)定存在的假設(shè)，宇宙將會永遠(yuǎn)加速膨脹下去；而如果暗能量本身不穩(wěn)定，那么宇宙有可能迎來動蕩的末日。

93、已經(jīng)有跡象表明，這種動態(tài)的能量場似乎正變得日益強(qiáng)大，宇宙中暗能量的密度有不斷增加的趨勢。

94、這意味著，愛因斯坦所發(fā)現(xiàn)的宇宙常數(shù)似乎在隨著時間的推移在增長。

95、如果真是這樣，那宇宙的前景將更加悲慘。

96、暗能量越來越大，直到最后失控，不僅使宇宙膨脹的速度增加，更使其加速度也在不斷增加，結(jié)果將是一場宇宙大崩裂！要理解這個問題，你可以想像一下，一輛小車每行進(jìn)1公里，它的速度就增加了10公里/小時，然后每行進(jìn)100米又增加了10公里/小時，然后每行進(jìn)1米又增加了10公里/小時。

97、這樣的速度是多么恐怖！過不了多久，汽車就會被自身的加速度撕裂，很快，我們的汽車發(fā)動機(jī)也將四分五裂，不管我們花費(fèi)多少心血都沒有意義。

98、顯然，宇宙的情況也是如此。

99、如果宇宙僅僅是速度增加，而加速度是恒定的，正如前文所述，所有的星系最終都將超越光速相互退行漂離，結(jié)果，每個星系都會在一個寒冷、黑暗的宇宙里像幽靈一樣的漂蕩。

100、但加速度的急劇變化將使宇宙膨脹的速度快到不可思議，強(qiáng)大的暗能量將撕裂宇宙中所有捆綁在一起的物體，它會撕裂星系的星群，它會撕裂恒星，它會撕裂行星和太陽系，直至最終撕裂一切。

101、這就是加速度增加與速度增加的不同。

102、而這一切都取決于宇宙中暗能量的密度是不是在不斷增加。

103、如果暗能量真是如某些科學(xué)家所估計的那樣正變得日益強(qiáng)大，那么宇宙的終結(jié)時間恐怕連500億年都不到了，也許只有200億年。

104、如果我們?nèi)祟惸茉谝院蟮?00億年中能幸存下來(由于太陽只剩下50億年的壽命，這看起來疑云重重)，到時候科學(xué)家們就能看到一些跡象。

本文到此講解完畢了，希望對大家有幫助。

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