暗能量:宇宙學專有術語-中文百科頻道

宇宙未來

如果這些替代的暗能量理論能夠成立，它們所指向的将是截然不同的宇宙未來：

根據精質等動力學标量場（scalarfield）模型，宇宙的未來将複雜得多；也許将繼續加速膨脹下去，也許會減緩膨脹的速度，甚至走向收縮，導緻宇宙最終以與大爆炸相反的“大坍縮”（bigcrunch）收場。

如果據幽靈模型，暗能量将不斷增大，也許導緻宇宙以越來越快的加

速度膨脹。最終，宇宙将走向“大撕裂”（bigrip）。

精靈模型則給出了一個“振蕩的未來”。張新民對《财經》表示，根據他提出的這一理論，整個宇宙将在加速膨脹和減速膨脹之間反複演繹，“大坍縮”和“大撕裂”這兩種極端的情況都不會出現。

最大的困難，在于迄今為止，能夠研究暗能量的手段仍然十分有限。最主流的仍然是借助超新星的觀測。但有些人擔心，特别是在宇宙早期，可能超新星的亮度也不是恒定的，它也有自己的演化過程。

即使這種擔心可以排除，鑒于這些超新星距離地球非常非常遙遠，觀測它們的難度，在瑞斯看來就像在兩個月球的距離之外觀測一個60瓦的燈泡。即使哈勃望遠鏡具有非常高的敏感度，也存在難以消除的系統誤差。

通過對大尺度宇宙結構（比如星系團等）的研究，或許能為暗能量提供新的線索。一旦暗能量存在的話，星系團的形成過程可能要更慢一些，因為引力需要先克服這種斥力。

一個空間探測計劃斯隆數字巡天（SDSS）已經完成了第一階段為期五年的運行，一旦全部完成之後，這一足以複蓋四分之一的天空的精細光學成像設備，無疑将披露更多的細節。

中國科學家也正在試圖利用北京附近新上馬的LAMOST（大天區面積多目标光纖光譜望遠鏡）來觀測超新星，從而探索在中國首次進行暗能量實驗研究的可能性。而利用伽馬暴（超大質量星體爆發而形成的宇宙高能輻射），也許将為進一步研究更早期的暗能量提供間接手段。

北京師範大學物理學教授朱宗宏在接受《财經》記者采訪時指出，對于伽馬暴天文學的探索還處在初級階段，有點類似于1998年暗能量剛被發現時的超新星天文學，但其某些性質，從長期來看仍然有可能用來研究暗能量。

那麼，是否有可能利用實驗室來直接研究暗能量呢？一些人已經宣稱，可以利用納米技術來實現這一目标。瑞斯在接受《财經》采訪時表示，一些科學家也希望利用短距離（short-range）的引力實驗，發現暗能量的線索。

美國加州理工學院（CIT）的物理學家西恩卡羅爾（SeanCarroll）也對《财經》記者強調，要找到一個更具确定性的模型，不僅需要天文學上的數據，可能更需要來自粒子物理學的證據。尤其是2007年即将在歐洲投入運行的大型強子對撞機（LHC），或許“我們可以期待”。

由于對暗能量的性質、包括與其他物質的反應機理還不清楚，很多

科學家認為，短期之内還無法對實驗室内的工作寄予太大希望；更為現實的渠道，或許仍來自天文觀測。

如果不出意外，普朗克（PLANCK）探測器将于2007年一季度正式升空，它将對天空進行更加精密的探測。在接受《财經》記者采訪時，皮爾姆特也表示，由它所在的實驗室負責設計的超新星加速探測器（SNAP），按照計劃将于2013年或者2014年升空。

“在未來五到十年中，我們對于暗能量的性質或許将有更加清晰的了解。”英國諾丁漢大學物理與天文學院教授克裡斯托弗康瑟利斯（ChristopherConselice）對《财經》記者說。

幾乎沒有人否認，暗能量對于整個宇宙學乃至物理學而言，都不是一場革命。1979年諾貝爾物理學獎得主斯蒂芬溫伯格（StevenWeinberg）曾明确表示，“如果不解決暗能量這個‘路障’，我們就無法全面理解基礎物理學。”著名華裔物理學家、1957年諾貝爾物理學獎得主李政道也斷言，暗能量将是21世紀物理學面臨的最大挑戰。

但是，何時是這個“絕對配得上諾貝爾獎”的問題的終點，這還是一個巨大的問号。正如卡羅爾在接受《财經》記者采訪時所言，“目前還沒有任何理論，配得上這一獎賞。”

瑞斯也對《财經》記者強調，理論工作非常困難。在這樣一個十分前沿的領域，何時能取得突破，的确難以預測。

在康瑟利斯看來，一旦暗能量得以真正證實，1998年兩個超新星觀測小組的負責人皮爾姆特、施密特，以及其他從事宇宙背景微波輻射研究工作的，都是比較有可能的候選人。也就在2006年6月，皮爾姆特、施密特和瑞斯三人，因在這個領域的傑出貢獻，共同分享了該年度的“邵逸夫天文學獎”。

大撕裂理論

科學家稱167億年後地球将被“暗能量”撕裂。

據英國每日郵報報道，如果神秘暗能量撕碎宇宙，科學家最新提供的一份世界末日時間表能預測顯示宇宙将發生怎樣的變化：地球将從太陽系剝離，最終發生宇宙爆炸。

暗能量被認為占據宇宙70%成份，物理學家探索一種叫做“宇宙大撕裂”的理論，該理論認為暗能量最終将摧毀宇宙。

科學家聲稱，在世界末日來臨的前兩個月，地球将從太陽系剝離，在此5天之前月球脫離地球引力束縛。在時間終止前28分鐘，太陽将被摧毀，在時間終止前16分鐘，

地球将爆炸。

這個黑暗世界末日預測是依據中國理論物理學家探索的一種潛在“暗能量”理論提出的，該理論指出神秘的暗能量遍及宇宙各個區域。學術研究将計算推測“未來”的一種可能性，由暗能量引發的世界末日。

“宇宙大撕裂”理論認為，暗能量将摧毀宇宙每個區域，在宇宙終結之前的3290萬年前銀河系将産生引力崩潰。令人感到欣慰的消息是，世界末日在遙遠的167億年之後才會出現，人們不必為此擔憂。

暗能量被認為占據當前宇宙70%成份，這項最新研究預測了未來銀河系将遭遇的終結命運。在“宇宙大撕裂”理論中，如果暗能量的壓力和密度比值低于-1，它們将在有限時間内無限地擴張增長，同時暗能量可以排斥

引力作用，這将對宇宙形成負面影響。

來自中國科技大學、中科院理論物理研究所、西北大學和北京大學的科學家共同探讨了“宇宙大撕裂”理論将出現的最壞結果，他們指出，我們希望從當前數據中推斷出未來宇宙所遭遇的最壞結果，在最糟糕的情況下，在167億年之後宇宙時間将終結于一次暗能量的“宇宙大撕裂”。

暗能量的可能候選

光壓極為可能就是暗能量。由馬克士威的光壓方程式p=KT^4/c以及盎魯效應(Unruheffect)T=ah'/2pi*k*c，我們可以得到光壓p與加速度a的四次方成正比，這意味着光壓會造成我們的四維宇宙時空加速度膨脹。光子由星系中心被發射出來可一直到達宇宙邊緣，透過光壓的作用使宇宙膨脹，因此有些科學家認為光壓為暗能量的可能候選者。

大坍縮理論

2003年2月9日據英國《每日電訊報》報道，美國航空航天局（NASA）本周将宣布一項新發現，證實宇宙中“暗能量”的确存在。這種暗能将會抵消宇宙星系重力的作用，使宇宙一直不斷膨脹下去，永遠也不會發生如劍橋大學物理學家斯蒂芬·霍金教授所預言的那種“宇宙大坍縮”現象。NASA的這項聲明将會徹底推翻在科學界争論了幾十年的“宇宙大坍縮”理論，從而引發宇宙學上的革命。宇宙不會發生“大坍縮”。

據報道，在過去一百年裡，從阿爾伯特·愛因斯坦到斯蒂芬·霍金的大多數科學家們，一直都認為宇宙最後将停止膨脹，并由于星系重心吸引力作用向内部坍縮，使所有星系越聚越緊，最後形成一個緊密的物質團，從而摧毀宇宙中所有的生命。然而NASA最近的研究指出，科學家以前的這種理論是錯誤的。

由于離我們遠去的物體所發出的光波長會變長，而在光譜中，波長較長的光偏向紅色。通過太空望遠鏡探索太空，科學家可以測量出星系光譜的紅移量，NASA科學家們通過測算，發現宇宙中的星系正在以加速度遠離我們而去，也就是說宇宙的确在加速膨脹。NASA的科學家認為，隻有一種現象才能解釋這種“加速”膨脹現象，那就是宇宙中确實存在着一種“暗能”，正是暗能引起了宇宙的這種加速膨脹現象。

據此，NASA科學家認為宇宙膨脹的速度将越來越快，根本不可能發生如霍金等科學家所預言的宇宙膨脹到極限後發生的“大坍縮”現象。NASA新發現将改變人類宇宙觀劍橋大學天體物理學家安東尼·拉森比教授對《每日電訊報》記者稱，NASA的聲明将改變人類的宇宙觀。“這将是一個跨時代的發現。”而另一名科學家對記者解釋道∶“這就像向空中扔出一個球，如果地球引力是惟一的作用力，這隻球最後将減緩速度，并開始落向地面。可是現在我們從宇宙看到的卻是這隻球不但沒有減緩速度下落，反而以加速度逃離我們而去。”他認為NASA的這項發現或許将成為人類宇宙學史上最重大的發現之一。愛因斯坦“最大的錯誤”原來正确宇宙的命運曾經困擾過人類曆史上最偉大的科學頭腦。

1917年，為了使自己的廣義相對論的等式成立，愛因斯坦曾設想宇宙中有一種未知的能量存在，他将其稱之為“宇宙常數”，愛因斯坦認為這種名叫“宇宙常數”的能量能抵消星系引力的作用，使宇宙保持一個不變的大小。然而，當後來天文學家通過哈勃望遠鏡發現宇宙正在不斷向外膨脹的天文學證據後，愛因斯坦不得不放棄了他的觀點，認為“宇宙常數”是他科學觀點中一個最大的錯誤。不過，NASA的新發現将顯示，愛因斯坦提出的“宇宙常數”觀點完全正确，盡管愛因斯坦認為“宇宙常數”存在的理由是錯誤的。

在1998年創下全球天文數字銷售量的科學書籍《時間簡史》中，劍橋大學物理學家斯蒂芬·霍金斷定宇宙最終将結束膨脹，并向内部坍塌毀滅。霍金教授的觀點早在1997年就遭到不少科學家的挑戰和質疑。NASA的研究數據将徹底結束人類宇宙史上這個最具懸疑的大争論。

霍金教授在接受記者采訪時，對NASA的發現他并不感到氣餒，他稱自己仍将繼續堅持自己的理論，并認為他的理論和NASA的發現完全可以兼容。地球和人類照樣會毀滅，盡管NASA的發現意味着宇宙将永遠膨脹下去，不過對于人類的命運來說，宇宙永遠膨脹和膨脹之後“大坍縮”的結果都是一樣的。因為當宇宙膨脹到一定時間後，宇宙中所有普通物質如恒星和行星的能量，包括太陽都将被消耗殆盡。在數萬億年後，宇宙中将到處充滿巨大的黑洞，黑洞碰撞後将不斷引發宇宙間的大爆炸，到那時，宇宙中将空無一物，隻有無所不在的“暗能量”。

WMAP

根據中科院院士李惕李惕碚和博士生劉浩生成的WMAP的溫度譜（為了探尋邪惡軸心的存在），暗能量和暗物質占宇宙總能量的比例有所改變。暗能量從WMAP小組所公布的74%下降到了68%，而暗物質從22%上升到了28%。他們在論文中聲稱，這個結果與WMAP小組的結果相比，同其他觀測結果，如“飛镖”球載望遠鏡，重子振蕩，Ia型超新星等符合的更好。