宇宙加速膨胀（宇宙加速膨胀的证据）
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宇宙为什么在加速膨胀？是因为有一种推动力那就是“暗能量”
一种被称为暗能量的神秘物质构成了宇宙的近四分之三，然而科学家们不仅不确定它是什么，而且也不确定它是如何运作的。那么，科学家是如何知道暗能量的存在的呢？源头又在哪里呢？
先说宇宙在膨胀：
1929年，美国天文学家埃德温·哈勃研究了被称为超新星的爆炸恒星，以确定宇宙正在膨胀。从此以后，科学家们一直在试图确定宇宙膨胀到底有多快。我们都知道有种引力的存在，引力-把一切联系在一起的力量-会抑制宇宙的扩张，所以很多人问的问题是，宇宙膨胀有多慢？
在20世纪90年代，两个独立的天体物理学家团队再次把目光转向遥远的地方。超新星计算减速，令他们惊讶的是，他们发现宇宙的膨胀并没有减慢，而是加速了！一定有某种东西在对抗重力，科学家们称它为“暗能量."
通过计算克服重力所需的能量，科学家确定暗能量约占宇宙的68%。暗物质又占27%，剩下我们熟悉的“正常”物质只占我们周围宇宙的不到5%。
因为我们对暗能量了解特别少： 暗能量是驱动宇宙运动的一种能量。它和暗物质都不会吸收、反射或者辐射光，所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。 未知的暗能量的性质仍有待进一步研究。最近的观察表明，暗能量在宇宙的 历史 上一直存在，这提供了一些关于看不见的物质的洞察力。
约二十年前，一项研究表明我们的宇宙正在膨胀，而膨胀的速率不是恒定或减慢，而是在加速。这项研究在2011年被授予了诺贝尔物理学奖。 学者们认为暗能量的密度可能是一种宇宙常量，而真空则提供了宇宙膨胀的动力。
然而，主流理论认为暗能量是空间的属性。爱因斯坦是第一个明白空间不仅仅是空的。他还了解到，更多的空间可以继续存在。在他的理论中广义相对论，爱因斯坦包括宇宙学常数来解释科学家认为存在静止的宇宙。哈勃宣布宇宙膨胀后，爱因斯坦称他的常数为“最大的错误”。
但爱因斯坦的错误可能是最佳配合暗能量。预测空间可以有自己的能量，常数表明，随着空间的增加，宇宙将增加更多的能量，从而增加宇宙的膨胀。虽然宇宙学常数与观测结果相吻合，但科学家们仍然不确定为什么会这样？
暗能量与暗物质
暗能量占宇宙的绝大部分，但是暗物质也涵盖了相当大的一部分。暗物质约占宇宙的27%，占物质的80%，暗物质也起主导作用。
就像暗能量一样，暗物质继续困扰着科学家。虽然暗能量是解释宇宙膨胀的一种力量，但暗物质解释了物体群是如何一起工作的。
暗物质(Dark Matter)是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分 。暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中27%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到(约4.9%)。暗物质无法直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
在20世纪50年代，研究其他星系的科学家根据星系内部物体的分布，预计引力会使中心旋转得比外部边缘更快。令他们惊讶的是，这两个区域的旋转速度是一样的，这表明螺旋星系的质量比表面看起来要大得多。对椭圆星系内部的气体和星系团的研究表明，这种隐藏的物质散布在整个宇宙。
科学家们发现了有许多暗物质，难以置信的昏暗物体到奇怪的粒子。但是， 无论暗物质和暗能量的终究来源是什么 ，很明显，宇宙还有各种未解之谜，等待科学家们去 探索 发现，目前一些科学仪器局限性，期待你们去 探索 。
宇宙开始加速膨胀了，为什么会出现这种现象？
宇宙开始加速膨胀了，为什么会出现这种现象？
大多数学者认为，宇宙膨胀的力量是由于暗物质和暗能量的相互作用，导致新物质的不断产生，填补了宇宙的空间，使恒星之间的距离变大，这就是宇宙膨胀的真相。一些科学家做过这样的气球实验，气球表面有无数的斑点，然后气球被慢慢炸飞，斑点代表宇宙的恒星，而气球的膨胀象征着宇宙的膨胀，科学家发现，随着气球的膨胀，斑点之间的距离将继续扩大，速度将逐渐加快。
当光斑距离扩大时，吹气分子填补两个光斑之间的空隙。也就是说，宇宙膨胀的本质不是受某种重力或排斥力的影响，而是新物质的产生，推动恒星之间的距离迅速扩大，众所周知，宇宙的框架是由暗物质和暗能量组成的。暗物质产生的引力将减缓宇宙的膨胀，而暗能量产生的力则相反会加速宇宙的膨胀。
然而，暗物质和暗能量是相互对立的，一直处于相互斗争的状态，然而，目前，人类对它们的研究和理解非常有限。然而，仍然可以推断，宇宙的膨胀可能没有上限，宇宙膨胀的这种加速意味着宇宙在空间结构中包含的一些未知能量的推动下分崩离析。这种所谓的暗能量占据了宇宙的绝大部分组成，含量超过 70％。
这种暗能量最初只占宇宙的一小部分。然而，随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释，暗能量变得越来越重要。它的本质仍然是一个谜，也许是当今物理学面临的最大难题。宇宙膨胀的发现使我们迈出了奠定基础的第一步，最终得出了今天的标准宇宙学观点，即，宇宙诞生于大约 137亿年前的一次大爆炸中。
形成宇宙结构的还有引力和切线力，其膨胀系数是在整体宇宙的旋转运行及各星系自转和公转的过程中扩展，就我们的太阳系在银河系中每二点五亿年才绕一圈而言，银河系公转一周需要多少年，目前还不得知，想必一定是相当漫长的，所以在人类历史数千年内观察到的变化一定存在局限性，不能作为推理的依据。
宇宙正在加速膨胀，这到底是怎么一回事？
发现宇宙在加速膨胀，是一个超出宇宙学家们预计的一个结果，本来大家都在盼望着发现宇宙减速膨胀的证据，但1998年通过观察Ia型超新星的亮度变化，我们得到了无可辩驳的证据，说明宇宙的膨胀在加速，这一发现在1998年12月被《科学》杂志评为“年度科学突破”，同时在2011年获得诺贝尔奖。这一成就有三位科学家参与，Saul Perlmutter，1988年启动的“超新星宇宙学项目”的负责人，Brian Schmidt，1994年启动的“高红移超新星研究组”负责人，以及Adam Riess，他找到了测量Ia型超新星以及让Ia型超新星成为精确的距离指标的方法，因此这三位科学家获得诺奖。
Ia型超新星
Ia型超新星，不是超大质量恒星自然演化时产生的超新星，而是白矮星的爆炸现像。当白矮星和一颗恒星形成一个双星系统的时候，白矮星就有可能“偷窃”到恒星的原料，让质量不断增长。当白矮星的质量增长到大约1.4倍太阳质量时，它就会爆炸成为一颗Ia型超新星。而它所释放出来的光芒足以与整个星系抗衡，因此可以传播到足够远的地方。而通过观察足够遥远星系中Ia型超新星的红移现象，宇宙学家们才确认了宇宙的膨胀在加速进行这一完全出乎意料的发现。
暗能量与宇宙学常数
当爱因斯坦写下广义相对论的时候，他发现他需要一个宇宙学常数来让宇宙保持静止，但十年后，哈勃发现宇宙在毫无疑问的膨胀，于是爱因斯坦舍弃了宇宙学常数项，并将其称为他犯下的最大的错误，否则他会是世界上第一个预言我们生活在一个要么膨胀要么收缩的宇宙之中，总之不可能保持静止状态。
虽然哈勃发现了宇宙在膨胀，不过多数宇宙学家都在期望发现膨胀开始减速并且无限逼近于零的证据，因为人们还是想要一个近乎于静止的宇宙，或者说一个平坦的宇宙。然而，新发现证实宇宙在加速膨胀的同时，就意味着爱因斯坦先加入（为了让宇宙保持静止）后舍弃（因为哈勃发现宇宙在膨胀）的宇宙学常数，有必要再次加入到广义相对论方程中，因为现在的新解释发现，如果宇宙学常数的数值只要大于零，那我们就会得到一个膨胀不断加速的宇宙，而广义相对论是目前为止我们理解宇宙的最重要的方程。
可是宇宙学常数项为什么会大于零？
对此，物理学家们设想出了一种与万有引力相对应的万有斥力来进行解释，而拥有万有斥力的可能实体则被称为暗能量。但这只是一种理论解释，我们对暗能量的其它方面依然一无所知，同时我们对拥有万有引力的暗物质也同样所知甚少。
总之，宇宙加速膨胀意味着，宇宙的总体组成中有3/4是一种未知的能量，与同样神秘的暗物质一道，构成了宇宙的95%。而我们目前能直接观察到的，只有余下的5%是普通物质，它们构成了通常意义中的“一切”，如：星系团、星系一直到人类。而剩下的95％的部分，我们只能通过它们对宇宙命运（膨胀还是收缩等）的影响来间接地感知。
也许当未来我们能够更多地了解暗物质和暗能量的时候，才能解开今天心中的困惑，希望此生还能看到这样的解释吧。
根据宇宙大爆炸观点，现在宇宙是在加速膨胀还是减速膨胀？
根据宇宙大爆炸相关的观点，现在的宇宙仍然是处于加速膨胀的状态之中。
关于宇宙的成因，被广泛的认同的说法是，现在我们所处的宇宙是由于138亿年前的一场大爆炸产生而来的，在那场大爆炸之后，产生现在的宇宙以及空间和所有的物质。宇宙自诞生之初，是处于一种不断的温度升高的状态之中，并且从138亿年前开始，这种趋势一种在明显的不断的增加之中，并且在未来的一段的时间中，这种趋势还会一直持续，并且极有可能会在此出现升高的趋势。
在距今我们遥远的138亿年前，宇宙之前的物质是从奇点的物质爆炸产生的。在奇点爆炸之后的时间里，在爆炸之后的威力中形成了我们现在所看到的宇宙和物质。在宇宙形成的早期，宇宙都处于高温的状态之中。并且这种物质以超乎想象的速度发展，留下一种在科学界被称为是“辉光”的物质，这种说法不是完全凭空捏造的，是有着事实依据的。根据大爆炸理论得出，科学界称为是辉光的物质以微波的方式存在，并且处于可观察到的状态的。令人惊喜的是，科学家用科学技术手段验证了预测的准确性，这个发现对于大爆炸理论是最有力的证据。奇点在科学上是一个密度大、时空曲率高和体积小的“物质”，在物理学的规矩中都不适用的物质，科学家对奇点这展开了一系列的研究，他有什么未知或者知道较少的性质，以及对人类产生什么作用等展开了相研究，但是时至今日一无所获。从以上相关的事实和证据中我们可以了解到宇宙目前还是处于不断的加速膨胀之中，并且这种变化趋势还会持续很长的一段时间。
宇宙为何加速膨胀？
地球，太阳系，包括整个银河系和离我们最近的几千个星系，都在一个直径为2.5亿光年的巨大“泡泡”结构中运行。我们看似巨大的结构在宇宙中只是微不足道的一粒沙尘，宇宙中还有很多类似的巨大结构，组成了可观测宇宙，而可观测宇宙又是整个宇宙的一个小小的斑点。宇宙巨大到无法想象，不过对于天文学家来说，比宇宙的大小更令人难以琢磨是宇宙的膨胀演化和宇宙的未来。
自138亿年前，宇宙经历大爆炸诞生以来，它就一直在膨胀，这一理论最初是由比利时的乔治·勒迈特提出的，而埃德温·哈勃则首先证明了这一观点。天文学家在1929年就发现，每个星系都在远离我们，这也表明过去有一段时间所有星系都位于同一地点，这个时间对应的就是宇宙的起源，也就是大爆炸。
宇宙膨胀还意味着，无论我们身处哪个星系，其他的星系都在远离我们，也就是说星系并没有在太空中移动，而是在宇宙空间本身在扩大。换句话说，宇宙没有中心，一切都在远离其他的一切。听起来好像很矛盾，我们可以想象在一个1000万光年之内有一个星系的空间参考系网格，网格的对角有两个星系，那么经过足够的时间后，该网格将伸展，星系将离得更远，如果时间足够，这两个星系之间的距离将是无限的。
天文学家们为了解释宇宙膨胀，还拿了一块葡萄干面包。我们可以想象宇宙是这个葡萄干面包本体，随着面包自己在膨胀，在里面的葡萄干的距离越来越远，但是值得注意的是，葡萄干，也就是这些星系仍然停留在面团中，星系自己其实没有动。回到宇宙当中，星系（葡萄干）可能会在某一时刻消失，我们再也看不到了，因为宇宙膨胀的速度如此之快，以至于它们的光从未到达过地球。
伴随宇宙膨胀而来的哈勃常数
确实，宇宙一直在膨胀，但是宇宙膨胀的有多快呢？说到这里，我们要说的一个理论名为哈勃常数，哈勃常数其实就是用来计算宇宙随时间膨胀的速度。天文学家自2005年以来一直在用哈勃望远镜探索并细化这些距离测量，测量之后天文学家们还需要对哈勃常数进行微调。在最新的研究中，天文学家使用哈勃望远镜观察了大麦哲伦星云中的70颗造父变星的光度变化，测试的结果使天文学家们对哈勃常数的不确定度从早期估计的2.2%降低到了1.9%。
研究人员利用所有这些信息计算现代宇宙的膨胀率，新的数值是每326万光年范围内，宇宙每秒膨胀74.03公里。天文学家之后对数值进行了多次计算，这个数字的不确定性，也就是错误率仅为1.9％。这是迄今为止计算得出的最低的宇宙膨胀错误率值，低于2001年的10％和2009年的5％。相比之下，天文学家预期估算的扩展速率约为每326万光年范围内，宇宙每秒膨胀67.40千米。
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