暗物质和星系的关系：暗能量强度不断提升的后果是什么

暗物质和星系的关系：暗能量强度不断提升的后果是什么不过，科学家尚无法描绘“书挡”之间的宇宙图画。最近，科学家研究遥远类星体的光线，希望借此改变这种现状。这些类星体是异常明亮的天体，由物质挤压进入巨型黑洞内部过程中的引力压缩提供能量。类星体是迄今为止发现的宇宙内最为强大的发动机，因此成为深入窥探“书挡”间宇宙历史的理想对象。研究暗能量本质的一个最大挑战是，我们没有描绘出宇宙膨胀史的完整图画，当前的洞察仅限于“宇宙书挡”。科学家借助Ia型超新星研究近期的宇宙膨胀；通过研究宇宙微波背景，科学家能够精确了解早期宇宙（只有38万岁）的状态。大爆炸后宇宙迅速膨胀迄今为止最简单的解释是：暗能量是广义相对论方程式中的一个简单自然常数。广义相对论是我们了解宇宙的一个基本框架。这个常数没有解释，也没有原因。与其它自然常数一样，它不过是根本现实的一部分。这种解释虽然不令人满意，但却解释了迄今为止的所有可用数据。根据这一理论，暗能量的强度在宇宙的时间尺度内始终保

宇宙膨胀速度不断加快。每过一天，星系之间的距离就会加大一分。是什么导致了宇宙的膨胀，答案就是神秘莫测的暗能量。根据最近进行的一项研究，自宇宙138亿年前诞生以来，暗能量的强度便不断提升，所产生的排斥力将具有压倒性，不仅加速星系分离，同时还会撕裂星系。随着星系的土崩瓦解，恒星系统、行星和分子也难逃厄运。

暗能量导致宇宙加速膨胀

我们生活在一个膨胀速度不断加快的宇宙。加速膨胀的背后是神秘莫测的暗能量。20年前，科学家在观测遥远超新星爆炸时首次证实了暗能量的存在。在此之后，科学家又发现了一系列独立证据，证明宇宙的膨胀速度不断加快。

暗能量究竟是什么？这个问题仁者见仁，智者见智。有的科学家认为暗能量可能是一种错觉，在大尺度下，我们对引力的理解可能是错误的。还有的人认为暗能量可能是一种神秘的场，刺透所有时空，导致星系间的距离不断加大。

大爆炸后宇宙迅速膨胀

迄今为止最简单的解释是：暗能量是广义相对论方程式中的一个简单自然常数。广义相对论是我们了解宇宙的一个基本框架。这个常数没有解释，也没有原因。与其它自然常数一样，它不过是根本现实的一部分。这种解释虽然不令人满意，但却解释了迄今为止的所有可用数据。根据这一理论，暗能量的强度在宇宙的时间尺度内始终保持恒定，无论是在时间还是空间上都不会发生改变。真的是这样吗？

遥远类星体的光线能够帮助科学家测绘宇宙的膨胀史并揭示暗能量的本质

研究暗能量本质的一个最大挑战是，我们没有描绘出宇宙膨胀史的完整图画，当前的洞察仅限于“宇宙书挡”。科学家借助Ia型超新星研究近期的宇宙膨胀；通过研究宇宙微波背景，科学家能够精确了解早期宇宙（只有38万岁）的状态。

不过，科学家尚无法描绘“书挡”之间的宇宙图画。最近，科学家研究遥远类星体的光线，希望借此改变这种现状。这些类星体是异常明亮的天体，由物质挤压进入巨型黑洞内部过程中的引力压缩提供能量。类星体是迄今为止发现的宇宙内最为强大的发动机，因此成为深入窥探“书挡”间宇宙历史的理想对象。

遥远类星体ULAS J1120 0641的艺术概念图，由一个质量相当于太阳20亿倍的黑洞提供能量

不过，科学家很难测算出一颗给定类星体的距离。如果一颗类星体的亮度超过另一颗，究竟是因为它距离我们更近还是因为本身亮度更高？找不到这个问题的答案，你就很难确定一颗类星体的距离。换句话说，你永远无法测定这颗类星体放射光线以来的宇宙膨胀。

为了解决这个问题，研究人员对类星体放射的两种不同光线进行了比较。第一种光线是坠落物质放射的紫外线，第二种是更强烈的X射线，来自于周围气体且强度不断提高的紫外辐射。通过比较这两个辐射源，研究人员得以揭示每个类星体的真正亮度，进而确定它们的距离。

当白矮星吸食伴星物质，超出钱德拉塞卡极限并发生爆炸时，便会出现Ia型超新星

初步研究结果显示暗能量过去的强度较弱。也就是说，暗能量并非恒定不变，而是不断变化，强度随时间推移不断提升。如果这个结论成立，说明暗能量的复杂性超出此前预计，对暗能量的最简单解释就不得不扔出窗外。这对物理学研究是件好事。不断变换的暗能量能够为我们提供一系列线索，帮助我们探索新的物理学领域。

宇宙微波背景

不过，这一研究结果也描绘了一幅更阴暗的宇宙未来景象。如果暗能量保持恒定，星系之间以温和的速度不断远离，恒星仍可以闪耀数万亿年之久。如果暗能量的强度随时间推移不断提升，所产生的排斥力将具有压倒性，不仅加速星系分离，同时还会撕裂星系。随着星系的土崩瓦解，恒星系统、行星和分子也难逃厄运。多久之后才会出现这种“大撕裂”惨剧？这取决于暗能量强度的提升速度，但至少也需要数十亿年。在宇宙的时间尺度，几十亿年并不算长。