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一个多世纪以来，科学家们一直想知道是什么在抵消宇宙中的引力。

宇宙浩瀚无边，几乎无法理解。它的直径估计为930亿光年。在自然界的基本力量中，只有一种力量能够在整个930亿光年的跨度上发挥作用——那就是引力。

引力是一种吸引力，这意味着它将物质吸引在一起。因此，假设随着时间的推移，引力也应该开始把宇宙拉在一起，这是有一定道理的。宇宙在大爆炸之后膨胀，而引力在这里是为了抵消这种影响。

但这不是我们所看到的。事实上，自 20 世纪 90 年代末以来，越来越多的证据表明，宇宙实际上正在加速膨胀。

这种加速的原因尚不清楚，是目前基础物理学中最大的悬而未决的问题之一。我们的宇宙怎么能一直违背引力呢？

神秘的膨胀

阿尔伯特-爱因斯坦倾向于一个静态的、永恒的宇宙, 一个简单的存在，不需要收缩或膨胀的想法。为了使这种静止状态不受引力的影响，他在1917年修改了他的广义相对论中的场方程，加入了一个新的、排斥性的成分——“臭名昭著”的“宇宙学常数”由此诞生。

爱因斯坦后来称宇宙学常数是他职业生涯中最大的失误。这是因为在1929年，埃德温-哈勃宣布了一个惊人的发现，这是基于对遥远星系的光的研究。一个星系离地球越远，他就发现它的光越向色谱的红色端转移，这表明实际上随着时间的推移走得更远。宇宙毕竟不是一成不变的，宇宙学常数已经失效。

在20世纪40年代，科学家们认为他们可能对宇宙的膨胀有一个替代解释。这个解释与虚拟粒子有关。

量子力学认为，即使是空旷的真空，也充满着虚拟粒子，它们不断地出现和消失?？蒲Ъ颐窍胫溃庑┬槟饬Ｗ拥难沽κ欠窨赡苁茄沟挂Φ脑?。但这也有另一个问题。

正如加州大学伯克利分校的天体物理学家本·萨夫迪所解释的那样：“我们发现理论和数据之间存在巨大的分歧，有120个数量级?！?br />

换言之，如果虚拟粒子对宇宙施加膨胀力，那么这种力的强度将是我们实际看到的10¹²⁰倍?？蠢矗枰闷渌骼唇馐颓钪媾蛘偷南喽晕⑿〉牧?。

一些物理学家认为，可以理解的唯一方法是转向人类学推理，即我们的宇宙是众多宇宙中的一个，它的条件之所以如此，仅仅是因为它们是支持我们存在的正确条件。如果事情不是这样的，我们就不会在这里怀疑它们是如何形成的。

其他科学家想知道，是否一切都可以用对引力的另一种理解来解释。但到目前为止，还没有一个新的修正引力模型在科学界受到关注。

另一种观点是，加速的宇宙学膨胀可能是一种未知力，即“第五力量”的结果。有几种描述这种力的模型存在，但没有一种解释为什么产生观测到的加速度所需的幅度如此之小。

领先的理论

1998年，研究一种名为“1a型超新星”的垂死恒星的科学家宣布了一项重大发现：宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度也在加快。

理论宇宙学家迈克尔·特纳给导致这种加速膨胀的原因起了一个新名字：暗能量?？蒲Ъ颐羌绦芯坑钪嫘巫吹谋浠?，以更好地了解这种力可能是什么，并弄清楚它是常数还是随时间变化。

了解后者可以让我们窥探宇宙的未来。据估计，暗能量约占宇宙物质和能量总量的70%。如果它继续稳定地主导能量-物质平衡，宇宙的膨胀将无限期地继续加速。

然而，如果暗能量随着时间的推移而变得更强，那么现实的结构最终会撕裂。这个启示被恰当地命名为“大裂变”。在光谱的另一端，如果暗能量最终被引力所压倒，那么宇宙将自行崩溃，这种可能性被称为“大崩?！?。

有一点是肯定的：尽管宇宙具有排斥性，但我们的宇宙不断膨胀的原因仍然是一个有吸引力的研究对象。

来源 | 《Symmetry》期刊官网

编译 | ?槟榔郭