宇宙中的暗能量，為什麼說它是科學界面臨的重大謎團？

2020-10-03 百科探秘

暗能量顛倒了我們對宇宙認知，暗能量主導著宇宙，而我們卻不知道它是什麼。宇宙中有大約七成的能量是暗能量，虛無空間本身的重量等於全宇宙七成的重量。這一比例大約和，覆蓋地球表面的水相當。儘管如此，但我們對暗能量一無所知。一百多年來，科學家們研發了很多的科學儀器研究量子力學、相對論和粒子物理學，但這些全都無法用於解釋暗能量。

1、愛因斯坦的宇宙常數

而宇宙含有暗物質的觀點，早在八十年前就已經在醞釀。愛因斯坦很早之前便預測，太空本身會施力會把星系拉開。在發現廣義相對論，他的引力理論之後沒多久，愛因斯坦便根據數學發現，宇宙如果不是在膨脹就是在收縮，不可能維持在固定的大小。這讓人們困惑，因為在知道大爆炸之前，大多數科學家包括愛因斯坦都把宇宙描繪成靜態的，永恆且不會改變的。當愛因斯坦的方程式顯示出宇宙是在膨脹或收縮而非大家認為的靜態時，愛因斯坦回去修改了方程式，加進了某種反引力它會讓太空充滿往外的推力，抵消往內的引力牽引從而讓宇宙維持靜態。

他把這個修正稱為宇宙常數，加進宇宙常數挽救了他的方程式。愛因斯坦不知道這個往外的推力或說是反引力是否真的存在。愛因斯坦引入的宇宙常數，並未對他尋找個靜態的宇宙提供一個解決方案。它實現了反引力的效果，它說引力有時不是把東西拽到一起，而是把東西推開，這就像是兩強相爭。宇宙常數和普通物質的牽引，能維持宇宙的平衡讓它保持靜態。

2、哈勃發現宇宙正在膨脹

但過了十幾年後，天文學家哈勃發現宇宙不是靜止的。宇宙的膨脹是由138億年前開始的大爆炸的力量造成的。這意味著愛因斯坦最初的方程式不需要被改正了，據說愛因斯坦曾說這是他最大的失誤。但是重點來了，由於最近發現宇宙膨脹正在加速，科學家相信太空中真有什麼東西正在把東西往外推。所以在七十年後的今天，愛因斯坦的宇宙常數是我們今天了解宇宙膨脹的關鍵。儘管沒有人知道暗能量究竟為何物，愛因斯坦把反引力的力量設想為常量，暗能量是常量嗎？要是它會隨著時間而改變呢？答案可能推翻我們關於宇宙命運所知的一切！

3、暗能量與宇宙大撕裂

此刻我們世界中的萬物，從構成我們身體的分子，到構成月球的分子，都被力聚在了一起，這種力壓倒了暗能量向外推的力，所以我們在日常生活中沒有看到東西正在膨脹，但這個情況或許不會永遠持續。一種個情況是，暗能量將繼續把星系往外推，直至到最後被推得相距太遠宇宙成了一個冰冷黑暗和孤寂的地方。另一個情況是暗能量的力量或許會隨著時間而增加強大到能扯開星系之內的萬物，從恆星，到行星，到各種各樣的物質。如果暗能量隨著時間而增加，那麼到最後連原子都將被扯開，因為原子核和電子電間有足夠的暗能量能把空間扯開，那就是大撕裂。

4、暗能量數值大小

暗能量讓宇宙內所有星系加速遠離彼此，10多年來，科學家一直無法理解為何太空中會存一定比例的暗能量。量子力學告訴我們微觀世界裡有各種活動，這些活動能在太空產生能量。根據推測，這些細微活動會產生巨大能量，但經過計算，科學家們得到的數據是0.00（中間有122個0）1，小到幾乎等於零的能量。這根理論推測完成不同，科學家想了解暗能量為什麼這麼小？這個結果讓人坐立不安。

5、關於暗能量的推測

但如果我們隸屬於更大的多重宇宙中，這個問題就比較容易解答，這麼小暗能量值或許就說得通。假如擁有無數宇宙的多重宇宙，而每個宇宙的暗能量值都不同，可以預期一定會發現有個數值，跟我們測量到的一樣小。

總結：

暗能量的探討不只是學術問題，確認這股排斥力的大小，對我們所有的人都意義重大。為什麼暗物質能量這麼小，正好能讓宇宙形成星系、星體、行星和生命，目前我們無法解答。這是目前科學界面臨的重大謎團之一！

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