钟铭聊科学

对于宇宙的研究，其最重要的成果就是发现宇宙正在加速膨胀。宇宙加速膨胀的原因还不明朗，另外，宇宙中的大量的暗物质和暗能量，对人类也还是未解之谜。

上世纪，美国天文学家哈勃通过对星系光谱红移的研究，大部分星系的光谱线都发生了红移，也就是在不断远离我们，通过红移量，还可以计算出星系与我们的距离和远离的速度。

根据以上的观测事实，哈勃最终确定了哈勃规律: 星系的退行速度是和与我们相距的距离是成正比的。也就是距离我们越远的星系，退行的速度越大，各个星系之间的距离在不断的加大。

其实，对于星系间的远离，我们可以这样理解，假设这些星系都是一个气球表面上的几个点，当气球膨胀时，从任何一个点来观察，其他的位点都是在不断远离的，而远离的速度是和位点之间的距离成比例的。

宇宙自身在不断膨胀，导致星系间不断远离，就像不是气球是哪个的点自己在运动，而是气球空间在膨胀，因为我们观察到遥远星系的远离速度如此之快，绝对是星系自身运动无法实现的。而宇宙加速膨胀后结果会是什么，宇宙的最终命运是什么，是最终撕裂，还是发生塌陷，目前还是一个谜？

量子实验室

答：天文学观测数据表明，目前我们宇宙处于加速膨胀的过程中，其中暗能量对宇宙加速膨胀起了关键性作用，但是科学家现阶段对暗能量的认识还不足。

爱因斯坦在建立引力场方程时，发现宇宙在广义相对论的描述下是不稳定的，为了解决这个问题，爱因斯坦在最初的引力场方程中引入了宇宙学常数项，后来天文学家观测到宇宙正在膨胀，于是爱因斯坦又去掉了宇宙学常数项，并称这是他一生中犯下的最大错误。

如今，宇宙大爆炸理论有了众多观测数据的支持，比如美国天文学家哈勃，就根据星系的红移规律推导出哈勃定律（Vf = Hc x D），哈勃定律描述距离我们越远的星系，其红移量越大，两者呈正比例关系，就如膨胀的气球上，距离越远的两点远离速度越快。

在1998年，物理学家索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特和亚当·里斯，根据la型超新星的观测数据，发现我们宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀，它们三人也因此项发现共同获得2011年物理学诺贝尔奖。

哈勃定律中的哈勃常数Hc=67.80±0.77(km/s)/Mpc，表示宇宙中相距一百万秒差距（326万光年）的距离上，因为宇宙膨胀导致的退行速度是67.8km/s。

由此计算的话，相距144亿光年的星系，相互之间的退行速度将达到光速，意味着与地球实际距离达到144亿光年的星系，发出的光线将永远不可能到达地球；或者说我们向宇宙发出强大的信号，这些信号也只能到达可观测宇宙中5%的星系，如果宇宙一直加速膨胀下去，这个数值将会更小。

根据宇宙大爆炸理论，在138亿年前，宇宙从一个奇点开始膨胀，经历了暴涨阶段和减速膨胀阶段，目前处于加速膨胀的过程中，而导致宇宙加速膨胀的是暗能量。

根据相关理论，我们宇宙中暗能量（根据质能方程换算成质量）占了宇宙质量的68.3%，暗物质占了26.8%，普通物质只占4.9%，也有科学家猜测暗能量本质就是爱因斯坦说的宇宙学常数项，而暗能量和暗物质，是当今宇宙学最大的谜团。

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艾伯史密斯

目前的公论是：

宇宙现在是加速膨胀的状态。

证据：

上面的动图表示“红移”。

1842年，多普勒对这种现象进行了物理学上的解释，因此被称为多普勒效应。

这说的是，当光源正在高速远离观测者时，光源发出的电磁波（光）的波长会增加（被拉长），频率降低，向红色一端移动，这就是红移。

反之，当一颗恒星高速向地球运动，那么你从地球上看去时，恒星的光是偏蓝的，这就是蓝移。

（图片作者：Aleš Tošovský）

1912年，天文学家维斯托·斯里弗，他首次发现绝大多数的螺旋星云都有不可忽视的红移。这说明，这些星系正在远离我们。

之后，哈勃发现，这些星系的红移幅度与距离密切相关，于是，哈勃推出了自己的“哈勃定律”。

定律说的是：

遥远星系的退行速度与它们和地球的距离成正比。

这就是宇宙大爆炸的证据，但后来，天文学家们不干了，他们认为，比利时天文学家乔治·勒梅特，他之前比哈勃更早地发现了宇宙大爆炸这个事实。

于是，经过一番协商，2018年10月，经国际天文联合会表决通过，正式将“哈勃定律”更改为“哈勃–勒梅特定律”。

就凭这一点，我就很喜欢那些天文学家，不能因为你哈勃名气超级大，就把所有的功劳都往你身上堆——这在其他行业是常见的现象。

（Ia超新星演示模型）

1998年，物理学家索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特和亚当·里斯通过观测Ia超新星得到的数据，得到宇宙正在加速膨胀的证据。

于是，这几人共同获得2006年的邵逸夫天文学奖与2011年诺贝尔物理学奖。

综上，我们可以不用怀疑。

目前科学界的定论是：

宇宙正在加速膨胀。

但宇宙为什么正加速膨胀？目前还没有结论。

只是猜测，比如用暗能量、宇宙常数等来解释。

但只是猜测。

至于题主在题目补充里面提到的，关于科幻里面的某些想法。

这个就难以讨论了。

我也写过科幻，对科幻的看法很积极。

但科幻是科幻，科幻更多的是为了好看。

而科学是为了正确。

放在一起讨论难度很大，这就不说了……

寒木钓萌

首先很高兴看到这个问题，没错宇宙正在加速膨胀，并且空间是以超光速发生的膨胀，这也解释了为何宇宙年龄为138亿年，但是其直径却是920亿光年！那么证据是什么呢？

LA类型的超新星：超新星爆发就像是宇宙中的灯塔一样，每隔百年银河系就会有一颗恒星濒临死亡，死亡后，如果这颗恒星质量过大，就会造成超新星爆发。每一次的爆发都会为哈勃常数进行一次定义，通过哈勃常数的改变来看，宇宙在加速的膨胀。

多普勒频移：光也具有频移这种特性，当光距离越来越近的时候，蓝色的波长被拉长，从而取代红色的波长，这样就会发生蓝移，而反之，当光距离你越来越远是，蓝色的波长会被红色的波长所取代，因此会展示出红移，距离越远速度越快，红移就越来越明显。通过对大多数的星系观测，科学家得出一个惊人的结论：大多数的星系都展示出红移，没错，宇宙在加速的膨胀。至于膨胀的东西则是暗能量。

首先我们知道任何物体都具有质量和重量，举个例子：在一个缓缓的水流中，我放置了一颗巨大的时候，你会发现当石头落入水中后，产生的巨大重力将水流变慢，同样的原理应用于宇宙，宇宙就是水流，星系就是石头，宇宙中存在着数万亿颗星系，但是这么多石头都没有让宇宙停止膨胀，因此科学家得出结论，宇宙正在加速的膨胀，而支持膨胀的则是一种名为暗能量的神秘力量！

通过以上回答，我相信已经明白了宇宙为何膨胀，以及膨胀的证据，第一是通过观测LA类型的超新星，第二通过光的多普勒频移，第三则是我们所说的重力效应。通过将以上的理论和实验相互结合，得出的结果则是宇宙在暗能量的帮助下在加速的膨胀，膨胀的速度为超光速！

我是宇宙V空间，一个科普天文爱好者！本文由宇宙V空间原创，转载请注明出处！如果你对这篇文章有疑问，请在下方评论和留言！

宇宙V空间

物理学家表示：宇宙正在以超光速膨胀且膨胀的速度不断加快。

这条定律是哈勃和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后，于1929年首先公式化的。它被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据，和今天经常被援引作为支持大爆炸宇宙学的一个重要证据。在宇宙学研究中，哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础。

接下来让我们谈谈弗里德曼

有天他开始思考整个宇宙的关系，他认为空间是可以随时间而膨胀或收缩，依据方程，弗里德曼表示空间是可以随着时间而膨胀或收缩。时空间隔（时空中衡量距离的方式）加上另一个衡量参数a(t)，如果a(t)项翻倍意味着空间中任意两个点之间的距离也将翻倍。因此，如果你测算出a(t)随时间如何变化，那么你也可以测算出宇宙是如何随着时间而膨胀或者收缩的。

总结

从理论上来说，科学家认为，一种叫做暗能量的东西驱动了宇宙的加速膨胀，不断衍生的暗能量促使了宇宙膨胀！与暗能量作用相反的是暗物质，它相当于星系的粘合剂，没有暗物质，星系早就分崩离析了！不过暗能量占据宇宙的68%，暗物质27%，而普通物质只有5% 目前看来，暗能量占据了绝对的上风，不过这并不意味着暗能量一直统治着宇宙！

星球上的科学

这里先说明一点，天文学研究天文现象时，所采用的是一个个模型，这是因为在天文学领域，做观测时，所能够掌握的数据量极其少，这时候，就得依靠模型来匹配。模型说白了就是一次观测和理论物理学的有机结合体。而研究宇宙的状态其实是和宇宙模型有关的。

而最早关于宇宙的模型是地心说模型，之后又出现了日心说模型，然后有牛顿的宇宙模型，还有爱因斯坦的宇宙模型，当然，还有一个稳恒态模型等等。

当然，也有我们熟悉的宇宙大爆炸模型，可是其实宇宙大爆炸模型并不是我们如今正在使用的宇宙模型，如今正在使用的宇宙模型叫做ΛCDM模型。那什么是ΛCDM模型呢？

ΛCDM模型

如果我们要把ΛCDM模型直接简单粗暴地翻译过来，那应该叫做“宇宙学常数-冷暗物质模型”，所以，你看，在这个模型里面你实际上连一个大爆炸的字眼都看不到。但并不是说，这个模型和大爆炸没有关系，它实际上是基于大爆炸理论建立起来的，但是它同时又描述出了目前科学家正在关心的两个宇宙的普遍问题。

首先，我们来说冷暗物质，暗物质其实你应该并不陌生了，之前中国悟空探测器就曾经对外宣布：可能找到了暗物质的证据。这个暗物质到底是干嘛的呢？

简单一句话，它是星系的粘合剂，意思是如果没有暗物质，星系就会分崩离析。你还别不信，我们要先搞清楚，星系实际上是依靠引力拽住各种天体的。如果你甩过那种带线的耳机，你就会发现，甩得越快，耳机就越容易飞出去，所以你就需要更大的劲拉住。现在很多星系就是这样，外围的恒星走得特别快，按照目前的理论计算，引力是不足以拉住它们的，之所以能够来住它们就是因为暗物质提供了额外的引力。所以，我们才说暗物质是星系的粘合剂，如果没有了它，星系就会散架。

宇宙学常数Λ

至于宇宙学常数是干嘛的呢？这要从爱因斯坦说起，爱因斯坦在提出广义相对论的时候，就发现自己的提出的引力场方程和自己的理念不一样，具体来说就是，爱因斯坦觉得宇宙是永恒的，不变的，而方程则告诉他，宇宙在膨胀。于是，为了让方程符合自己的预期，他加了一个宇宙学常数来抵抗宇宙膨胀，让这个方程描述的宇宙是静态的。

看到了吧？这里的宇宙学常数用到的就是符号Λ。可是好景不长，哈勃通过观测星系的红移，他就发现，宇宙是在膨胀的，这简直就是强行打脸爱因斯坦。

爱因斯坦也很尴尬啊，没办法，宇宙学常数对来说简直是人生的一大败笔，于是，该拿掉就得拿掉。

神反转

你以为这事就这么完了么？其实并没有，后来1998年，几位科学家为了确认宇宙具体的膨胀效应，是加速膨胀呢，减速膨胀还是匀速膨胀？于是，他们观测了一种叫做1a型的超新星。

这种超新星被叫做标准烛光，这是因为这是由白矮星通过袭吸积的机制使质量几乎一致，所以它们就会产生抑制的峰值光度，也就是说，可以利用这个特点来测量宿主星系。

他就发现，宇宙竟然是在加速膨胀的。而这个结果还是两个科研小组各自独立发现的结果，并且得到了确认。

所以，2011年，诺贝尔物理学颁给了两个科研小组的负责人。

而这个方向，说明了什么呢？爱因斯坦的引力场方程需要加一个常数，之前去掉宇宙学常数，因为宇宙在膨胀，去掉后，就是匀速膨胀的结果，而这次还要再加上一个宇宙学常数，这个常数表述的其实就是加速膨胀的结果。也就是说，事情发生了神反转，爱因斯坦的宇宙学常数又得到了复活。（虽然两次所表述的意义是不同的）

也正因此，宇宙学常数Λ被用来表达宇宙加速膨胀的效应，而科学家认为宇宙中应该存在一种真空能，它提供与引力相反的斥力，这才使得宇宙加速膨胀。并且把真空能命名为

所以，实际上ΛCDM模型是暗能量-暗物质模型。而这里的暗能量就是使得宇宙加速膨胀的原因。

钟铭聊科学

按照当代宇宙学理论，宇宙自从于以奇点诞生至今，一直都处在极速膨胀的状态之中，到了今天，宇宙膨胀的趋势还没有停止，而且是加速膨胀。

宇宙膨胀理论的发现者，是美国天文学家哈勃，他在观察银河系的临近星系的时候，突然发现，银河系周围的星系，几乎都在远离远离银河系，而观察宇宙中其它的星系，发现也是如此，于是由此提出了宇宙膨胀理论，后来霍金等科学家更是据此提出了宇宙诞生于一个奇点的著名学说，奇点突然爆炸并且急剧膨胀，时间空间物质由此诞生，宇宙便由此诞生了。

进入现代以来，科学家们对于宇宙的探索更加深入了，根据最新的研究成果，诺贝尔物理学奖的获得者曾经说过，通过对超新星的观察，让人类认识到了宇宙不仅在扩张、在膨胀，而且是扩张的速度越来越快，而这是因为有一种物质的存在，这个物质，就是人类至今还没有观测到的物质，暗物质。通过对超新星的观察，由于空间是在扩张的，所以光子从超新星照射到地球的时候，它的波长就会被拉长，波长拉长之后就会向光谱的红端偏移，这个就是光谱红移。

通过这样一种观测，是可以计算出来星系远离地球的速度的，当然了，我们所测得的速度，是星系传出这个光线的时候远离地球的速度，至于它现在的背离速度是多少，我们是不得而知的。可能很多人认为宇宙中由于引力的广泛存在，所以宇宙膨胀到了一定的程度之后，应该在星系的引力作用下减速膨胀的，就像是向天上发射火箭然后火箭必定会落回地面一样。但是呢，科学家通过每月一次对超新星进行拍照，通过对比红移量，他们可以发现，超新星远离地球的速度非但没有减小，反而一直在增大。

这个意味着什么呢？这就意味着宇宙的膨胀是在加速的，回到引力理论来，这种说法是站不住脚的，但是科学家注意到一点，我们的太空，实际上并不是真的空无一物，不是真的空，实际上空间中仍存有大量的能量，也就是暗能量，而这些能量加在一起，会让宇宙加速膨胀。而宇宙至少有70%都是由暗能量组成的，相对论和量子力学一直以来都不能完全统一，而通过理解暗能量，或许就能够找到二者的理论交叉点，进而将二者统一起来，到那个时候，宇宙到底是加速膨胀还是减速膨胀，相信理论会给我们答案的。

镜像科普

人类对宇宙的革命性认知还是近一个世纪前的事

那时埃德温.哈勃确定了宇宙中存在大量类似银河系的大星系后，便开始分析它们的光谱，结果发现大部分星系光谱都呈现红移，于是按照光的多普勒效应确定了我们的宇宙空间处于膨胀之中，也就是说从地球向外看大部分星系都在远离我们。

宇宙膨胀的发现强有力都佐证了宇宙大爆炸理论，2013年欧航局普朗克卫星通过最新测定的宇宙空间膨胀速度，67.3千米每秒每百万秒差距（67.3 km/s/Mpc）反向推导除了宇宙大爆炸发生于138.2亿年前，因此宇宙的年龄也是138.2亿年。

虽然距离发现宇宙膨胀已经有近一个世纪的时间了，但“宇宙加速膨胀”还是个比较新的发现

1998年三名物理学家玻尔马特，施密特和里斯通过观测Ia型超新星的数据得出了“宇宙正在加速膨胀”这一结论并于2011年获得了诺贝尔物理学奖。

所谓的Ia型超新星特殊之处在于它们质量几乎完全一致因此光度也完全一致，因此它们也被称为“标准烛光”，天文学家就是通过这些光度稳定的Ia型超新星来测量宿主星系与地球的距离的，而宇宙加速膨胀就是因为它们的光度在加速衰弱才被发现的。

那么好端端的宇宙为什么会加速膨胀呢？

这个问题的答案和暗物质以及暗能量有关系，在如今的宇宙学ΛCDM模型里，暗能量占据了宇宙68.3%的质能，暗物质占26.8%，我们所看到物质包括组成我们自身的物质只占全宇宙的4.9%。

目前认为宇宙加速膨胀的元凶就是占比68.3%的暗能量，这些具有“负压强”的暗能量均匀的分布在宇宙中导致了空间的加速膨胀。

在假想的宇宙结局中，空间本身的无休止加速膨胀会导致宇宙中的物质密度越来越低从而影响到小尺度的物体，到时候大到星系小到组成每个人的原子都有可能被撕裂。

宇宙观察记录

说到宇宙大爆炸以及其膨胀速度的快慢，首先要澄清以下几个观念。

第一，宇宙膨胀的本质是什么？对此有两种观点是有疑问的。一种观点认为，宇宙的膨胀就是各种基本粒子的相互远离。这一观点无法解释宇宙的超光速膨胀，以及物质是如何生成的。

此外，目前宇宙中每立方米平均只有几个质子，而且它们大都是以天体的形式存在的。因此，我们很难理解，如此空旷的宇宙是如何相互联系的。

第二种观点是认为，宇宙膨胀的本质是时空的生成。由此产生的疑问是，时空为何物，其究竟是如何膨胀，如何在膨胀中产生万物？

实际上，宇宙的本质，既非抽象的时空，亦不是有形的物质，而是一个由不可再分的最小粒子构成的封闭体系，是一个巨大的能量团。

所谓能量，就是关于粒子运动能力的度量。能量的不连续性，意味着存在着不可再分的最小粒子，即存在着以普朗克常数h为角动量的量子。

第三种错误的观点是认为，宇宙是独一无二的，是“有”的总称；在宇宙大爆炸之前，是一个“无”的世界。

这一错误观点的本质，是混淆了抽象的概念与具体物体之间的区别，将外在的客观世界即自然界与具体而有限的事物相混淆。于是，我们不知道宇宙为何膨胀，以及究竟是什么因素决定了宇宙膨胀速度的快慢。

综上所述，我们的宇宙仅只是自然界的一部分，是一个由无数个量子构成的封闭体系。如果自然界是一个量子的海洋🌊，那么宇宙就是由于量子海的涌动所泛起的无数个泡沫之一。

所以，宇宙膨胀的本质，是其内部量子之间的相互远离。类似气球🎈的膨胀，宇宙的膨胀与否，以及其具体膨胀速度的大小，取决于宇宙内外部量子空间的能量密度即内外部压强的比值。该比值是动态的，会随着宇宙的收缩与膨胀而发生变化。

由于普朗克常数h大于零，且其物理量纲为角动量，说明作为最小粒子的量子，其质量与半径都是大于零的。

于是，当宇宙收缩至量子之间的距离趋近于零时，就会产生反转，以大爆炸💥的形式开启宇宙的膨胀之旅。

于是，宇宙如此极速的膨胀，会导致其内部的不平衡，从而形成了许多细小的耗散结构，即形成了无数个微小的能量团。这就是我们所熟知的各种基本粒子，即由能量产生了物质。

然而，宇宙的快速膨胀，会极大地降低其内部量子空间的能量密度，从而使宇宙的膨胀速度迅速降低，使宇宙进入了相对平稳的状态。

于是，在宇宙的内部，改变了质能转换的方向，由原来的能量转化为质量，改变为现在的质量转化为能量。恒星内部的核聚变，从而对外辐射☢️能量，就是这一过程的具体表现。

之所以有科学家👨‍🔬认为目前的宇宙正在加速膨胀，是因为度量宇宙膨胀的两种方法出现了差异。

根据对远距离的宇宙微波背景辐射温度的计算得出的宇宙膨胀速度，小于由距离较近的星体光谱红移得到的宇宙膨胀速度。

这两种计算方法的结果不同，原本意味着其中至少有一种方法是不准确的。然而，如果仍坚持这两种方法都是正确的，就得出了宇宙加速膨胀的结论。于是，一个错误被另一个更大的错误所掩盖了。

总之，宇宙是一个由最小粒子构成的封闭体系，是自然界中一个相对独立的物体，其本质是一个能量团。因此，宇宙的膨胀与否以及其膨胀速度的快慢，取决于其内外部量子空间能量密度的比值。

鉴于宇宙目前的质能转换主要是质量转化为能量以及各种天体的相对稳定，说明我们的宇宙目前是相对静止的，其对外膨胀的速度远小于其内部传播的速度（光速）。

各种天体光谱的红移之所以具有较大的数值，并不是运动红移，而是耗散红移；是光子在量子空间穿行时，借助于与量子的碰撞，将其能量部分地转移给了量子空间的缘故。

淡漠乾坤

大家好，我是医小白

宇宙大爆炸的观点相信大家都听说过，那么到底什么是宇宙大爆炸呢？小白首先来给大家介绍一下。

现代宇宙学认为，宇宙在137亿年前是一个致密炽热的奇点，当这个点的能量聚集到一定程度后，便开始了大爆炸。在爆炸之初，就产生了中子，质子，电子等，随着时间的进一步延长，爆炸后的温度冷却下来，形成了原子，分子，并经过无数年的重组，形成星球，星云，星系。

早在1929年，美国的天文学家哈勃就发现宇宙中的天体正在远离我们（红移现象），天体远离我们的速度与他们距离我们的距离呈正比，这就证明宇宙正在膨胀。这与我们传统的认为宇宙是静止的观点相悖。因此在最开始的一段时间，科学家们更愿意相信宇宙是减速膨胀的，这样它还有可能回归静止。并且科学家还找了无数的“证据”来证明。

比如爱因斯坦的广义相对论，爱因斯坦认为时空的性质与其内部存在的物体的分布和性质所决定，并提出了场方程

从这个方程中我们可以看到，宇宙的加速度与宇宙中总的能量密度和压强三倍之和符号相反，由于在传统的理论中，宇宙中只存在物质，因此总压强为0，总的能量密度为正，所以宇宙加速度只能为负，因此也就证明了宇宙在减速膨胀。

这个理论曾盛行一时，但很快就被推翻了。因为根据科学家们对天体的观测和天体移动速度的测定，最终确定了宇宙在加速膨胀。

但是这又与爱因斯坦的理论相悖，难道是爱因斯坦的理论错了吗？科学家们又仔细地研究了一下爱因斯坦的方程，发现他是正确的，那么就只有一种可能---宇宙中不只是有物质，还有暗物质，正是它推动了宇宙的加速膨胀。

科学家们认为，宇宙中的物质含量只占有4%左右，21%的为暗物质，75%的为暗能量。这样的话就可以解释爱因斯坦的方程了。因为暗物质的压强是负的，那么宇宙加速度就是正的。

但是暗物质一直以来也都只是猜想，直到1998年，澳大利亚的科学家发现了暗物质，并由此获得了诺贝尔奖，宇宙大爆炸的加速膨胀理论才被进一步证实。

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關鍵字: 宇宙 加速 科学