03.08 是什麼原因讓宇宙加速膨脹?

光的色彩777



那讓我們先來看第一個問題,上世紀初的時候,美國天文學家哈勃通過一種特殊的光度會發生變化的恆星,測量到了到仙女座大星雲的距離,發覺仙女座大星雲位於銀河系之外,從而確認了之前被認為是銀河系內的星雲原來是位於銀河系之外的,是一個獨立的星系。而在幾年之後,他又進一步發現星系的退行速度和它們距離有關,越遠的話,退行速度越大,從而發現了宇宙在膨脹的觀測證據。然而哈勃並不清楚是什麼導致了這一膨脹。如果反推回去,那麼我們就可以發現,宇宙在最早的時候,應該是起源於一個被稱之為奇點的地方,這就是我們熟悉的大爆炸學說。而在接下來的幾十年當中,隨著更多天文觀測數據的獲得,簡單的大爆炸學說也暴露出一些問題,比如初始條件如何選取,為什麼我們現在看到的宇宙基本上是各項同性的等等,為了解釋這些觀測現象,而且為了解釋我們現在的膨脹是如何啟動的,科學家們就提出了暴脹理論,就是暴脹過程,一個體積增長比光速快很多的過程,導致了我們目前看到的膨脹,而且也可以很完美的解釋宇宙視界問題等等。


那麼接下來讓我們來簡單看一下新近發現的加速膨脹又是什麼驅動的。根據目前的觀測認識,應該是一種被稱之為暗能量的東西,表現為斥力,驅動了宇宙的加速膨脹。大約在40億年,暗能量的力量佔了主導地位,從而驅動了現在的加速膨脹。所以我們在簡單總結一下,宇宙最初的膨脹是因為暴脹所驅動,而新近發現的是暗能量所驅動。


黑洞來客


  發現宇宙在加速膨脹,是一個超出宇宙學家們預計的一個結果,本來大家都在盼望著發現宇宙減速膨脹的證據,但1998年通過觀察Ia型超新星的亮度變化,我們得到了無可辯駁的證據,說明宇宙的膨脹在加速,這一發現在1998年12月被《科學》雜誌評為“年度科學突破”,同時在2011年獲得諾貝爾獎。這一成就有三位科學家參與,Saul Perlmutter,1988年啟動的“超新星宇宙學項目”的負責人,Brian Schmidt,1994年啟動的“高紅移超新星研究組”負責人,以及Adam Riess,他找到了測量Ia型超新星以及讓Ia型超新星成為精確的距離指標的方法,因此這三位科學家獲得諾獎。

Ia型超新星

  Ia型超新星,不是超大質量恆星自然演化時產生的超新星,而是白矮星的爆炸現像。當白矮星和一顆恆星形成一個雙星系統的時候,白矮星就有可能“偷竊”到恆星的原料,讓質量不斷增長。當白矮星的質量增長到大約1.4倍太陽質量時,它就會爆炸成為一顆Ia型超新星。而它所釋放出來的光芒足以與整個星系抗衡,因此可以傳播到足夠遠的地方。而通過觀察足夠遙遠星系中Ia型超新星的紅移現象,宇宙學家們才確認了宇宙的膨脹在加速進行這一完全出乎意料的發現。

暗能量與宇宙學常數

  當愛因斯坦寫下廣義相對論的時候,他發現他需要一個宇宙學常數來讓宇宙保持靜止,但十年後,哈勃發現宇宙在毫無疑問的膨脹,於是愛因斯坦捨棄了宇宙學常數項,並將其稱為他犯下的最大的錯誤,否則他會是世界上第一個預言我們生活在一個要麼膨脹要麼收縮的宇宙之中,總之不可能保持靜止狀態。

  雖然哈勃發現了宇宙在膨脹,不過多數宇宙學家都在期望發現膨脹開始減速並且無限逼近於零的證據,因為人們還是想要一個近乎於靜止的宇宙,或者說一個平坦的宇宙。然而,新發現證實宇宙在加速膨脹的同時,就意味著愛因斯坦先加入(為了讓宇宙保持靜止)後捨棄(因為哈勃發現宇宙在膨脹)的宇宙學常數,有必要再次加入到廣義相對論方程中,因為現在的新解釋發現,如果宇宙學常數的數值只要大於零,那我們就會得到一個膨脹不斷加速的宇宙,而廣義相對論是目前為止我們理解宇宙的最重要的方程。

可是宇宙學常數項為什麼會大於零?

  對此,物理學家們設想出了一種與萬有引力相對應的萬有斥力來進行解釋,而擁有萬有斥力的可能實體則被稱為暗能量。但這只是一種理論解釋,我們對暗能量的其它方面依然一無所知,同時我們對擁有萬有引力的暗物質也同樣所知甚少。

 總之,宇宙加速膨脹意味著,宇宙的總體組成中有3/4是一種未知的能量,與同樣神秘的暗物質一道,構成了宇宙的95%。而我們目前能直接觀察到的,只有餘下的5%是普通物質,它們構成了通常意義中的“一切”,如:星系團、星系一直到人類。而剩下的95%的部分,我們只能通過它們對宇宙命運(膨脹還是收縮等)的影響來間接的感知。

 也許當未來我們能夠更多的瞭解暗物質和暗能量的時候,才能解開今天心中的困惑,希望此生還能看到這樣的解釋吧。


裸猿的故事


因為引力紅移,才導致宇宙不斷膨脹。在我們所認知的宇宙,它屬於反向時空,引力與時間成反比,隨著時間的流失,引力會越來越小,於是,星系與星系之間的距離就會越來越大。同樣,地球的衛星月球,由於月球沒有大氣層和強大的磁場保護,物質月球中的原子,就像一顆巨大的光禿禿的石頭,在長期的太陽照射下,原子會加速損耗,導致月球像石頭一樣,會逐漸破碎開裂。所以,宇宙膨脹並不是因為宇宙大爆炸引起的,是物質本身的自然規律。而我們人類的當務之急,是怎麼樣防止月球瓦解破碎之後,形成的無數隕石給地球生命造成的危害!自古以來,月球帶給我們人類的是寧靜安詳,以及無盡的遐想。而如今,月球就像一顆高高懸掛在人類頭頂上的定時炸彈,讓我們人類防不勝防!


引力猜想


大爆炸是在什麼地方炸的?是在一個空間裡炸的,還是在一個貫滿水泥體裡炸的,如果是在一個空間裡炸的,那麼這個空間就叫宇宙,幹空炸,只有聲響不會有東西彭脹,如果是在一個水泥固體裡爆炸,水泥體炸碎了,但碎塊往哪兒彭脹呢,所以大爆炸理論不可信。亠一


手機用戶7592616524


宇宙一直都在膨脹,至於宇宙膨脹的速度天文學家也只能做大致的估計,大慨在50公里/秒和100公里/秒之間,弗裡德曼團隊測定的新數據為72公里/秒,剛好在它們之間。


宇宙之所以會膨脹,目前普遍的觀點認為是因為宇宙大爆炸的初始力。難道宇宙會一直膨脹下去嗎?


樂觀的觀點認為當爆炸完成後,宇宙中心必然有一個向內的力,把釋放出去的東西又吸回來,週而復始,往復循環,這就是分久必合合久必分。


一些悲觀主義認為宇宙空間不是無限大嗎?那就不叫膨脹了!是在散!散完了就是散架了,構成新的架構。就好比往海水裡滴了一滴油,往四處散開不是膨脹開,完了也不會縮回去了!


渡心塵


宇宙起源於大爆炸,這已被當今絕大多數天文學家及物理學家所接受。與大爆炸有關的一些研究及發現已經獲得了諾貝爾獎,不過關於宇宙大爆炸的研究仍然遇到了很多棘手的問題。

人類在宇宙中發現了四種相互作用,分別是萬有引力、電磁相互作用、弱相互作用、強相互作用。大爆炸的那一瞬間,物質被推散到各個方向,向各個方向遠離的物質之間存在著萬有引力相互作用。照此說物質會在萬有引力的作用下運動的越來越慢,即宇宙的膨脹會越來越緩慢,可實際的觀測卻顯示宇宙是在加速膨脹。

宇宙的加速膨脹讓物理學家很是苦惱。按照人類已知的物理學,要加速膨脹就應該有一個力對抗著引力,並且那個力還要大於引力。科學家們據此給出了暗能量的概念,認為暗能量是推動宇宙加速膨脹的原因。另外,宇宙中一些恆星及星系的轉動也和根據萬有引力計算出的結果有很大偏差,為了解釋這個現象給出了暗物質的概念。給出暗物質和暗能量的概念後,宇宙中的很多現象便有了合理解釋。通過觀測數據進行分析計算可知,今天的宇宙中,暗物質佔了26.8%,暗能量佔了68.3%,我們能夠看得到、檢測到的物質不到5%。

既然暗物質和暗能量能夠很好地描述宇宙,那就想辦法去發現它們、觀察它們。科學家們在極其苛刻的條件下設計了很多巧妙的實驗裝置,試圖找到暗物質和暗能量的蹤跡,可惜到現在仍然是一無所獲。

在暗物質和暗能量沒有被發現之前,誰也不能說宇宙中的的確確存在著暗物質和暗能量。如果今天問為什麼宇宙會加速膨脹?這個問題至今還要掛上一個問號。目前暗能量也好,說萬有引力有問題也罷,都處在猜想階段,無法對宇宙的加速膨脹的原因給出確切回答。浩瀚的宇宙還有很多問題等待著去解決。


刁博


因為宇宙在生長,每個星系每天都誕生很多新的星球,所以只能不斷的膨脹,不斷的增長,才能容納更多新出生的星系和星球。就好比你家裡的人口越來越多,你住的房子就要越來越多,就要不斷的蓋房,增加面積一樣一個道理的。


從不寂寞186839775


我們只是片面的理解宇宙,誰能確定是在不斷的膨脹呢?我們可以說膨脹,但能說不斷的膨脹嗎?沒有確鑿的理由之前,我們不要妄下結論,也不要試圖證明這個妄下的結論,若說宇宙為何膨脹,應該是原力,宇宙最初的因,這個原力發生,一切物質都與他息息相關,這個力造成的果存在於一切宇宙物質中,包括了一切,我們的言行,思想,物體的運動,規律,都是在原力的屬性之下,我們習以為常,忘記了原力的存在,就像我們習以為常,忘記了心跳一樣,心跳是生命之本,而我們平時又有誰記得他呢,他還是該跳跳,不是嗎😊


洋蔥圈之體


我有個觀點希望能回答這個問題,但是不知道對不對,請諸位批評。

第一,光速對於系統外任何靜態參照系趨向平衡。也就是說,宇宙大爆炸時的光速比現在快得多,光速一直在不停變慢。

第二,光速對於系統內任何動態參照系保持不變。也就是被無數次證明的光速不變理論,這個經愛因斯坦提出的觀點無疑是正確的,然而這和前面的觀點毫無矛盾。

第三,運動產生四種基本性質:能量、質量、作用量和時間量。

我們把光速作為一種相對恆定常量,在系統內的任何動態觀測者,無論在任何時間和空間,測量出來的光速是完全相同的。也就是說,如果你在宇宙大爆炸時任何地方測量的光速,和現在宇宙任何地方測量出來的光速,數值完全相同。變化的只是能量、質量、作用量和時間量,因為它們和光速相對於靜態參照系的平衡趨向保持同步。我把它叫做相對恆定常量的動態慣性系原理,也就是光速是可變的、測量是不變的。

正因為光速的平衡趨向,系統內一定會有一個熵和時間之箭概念;

正因為光速不變,廣義相對論才顯得無比正確;

正因為運動產生能量和質量,才有我們的宇宙;

正因為運動產生作用量和時間量,星系形成和宇宙膨脹才顯得合理。

在一個宏觀系統中,由於光速在不停變慢,那麼作用量將會降低,因此時間越久,物質之間相互作用越小;距離越大,物質之間分離得越快。所以看上去宇宙膨脹在加速,並且會越來越快。所以我們不必假設一個暗能量,強行推動宇宙膨脹。

另外,運動是系統內所有物質運動的集合。物質越集中的地方(如星系),能量、質量和作用量越大,達到一定極限( 錢德塞拉卡極限)就會形成黑洞。在星系邊緣,由於作用量相對於星系中心較小,天體運行速度則相對變快,而且越大的星系其邊緣天體運行速度越快。正因為人們觀測到這一點,同時認為星系中沒有更多物質產生引力保持星系穩定,這和牛頓物理學完全相悖,因此不得不假設一個暗物質(占星系全部質量的90%以上),以保證星系不被瓦解。其實,如果我們將相互作用理解為運動的性質而不把它們看成一種基本力,同時承認光速變慢,那麼暗物質完全不必存在。

我的其他觀點見頭條文章——相對性量子宇宙假說,隨時接受大家的批評。


咪語小站


美國加州大學伯克利分校天體物理學家薩爾·波爾馬特、物理學家布萊恩·施密特以及亞當·里斯對宇宙膨脹進行了更進一步的測算後發現,膨脹並沒有減緩,實際上似乎在加快。這個震驚世人的發現為他們贏得了2011年的諾貝爾物理學獎。目前,科學界針對這一課題正進行著大量的研究。然而,這些只是根據現

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