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　　为了解释宇宙的加速膨胀现象，我们需要宇宙中有一种成分能够提供一种可以视为“斥力”的相互作用。为了理解这一点，可以设想我们在地面向天空中抛出一颗石块，由于地球对石块的吸引作用，石块的速度会越来越小，最终变为零。通常的爱因斯坦理论给出的宇宙命运类似这种情况。现在如果我们给石块装上一个火箭发动机，让它在喷出的气体的排斥作用下一飞冲天。那么在脱离地面后，石块的速度便会越来越大并最终脱离地球引力的束缚。同样的，新开变态传世，为了使得宇宙能够加速膨胀，我们也需要宇宙中有一种成分能够发挥火箭发动机的作用，物理学家们把这种成分称为暗能量。

　　为了揭开宇宙加速膨胀之谜，人们提出了形形色色的方案，但还没有一个完美到让人信服的方案。

　　一种有效的方案是，在宇宙中引入一种新的物质，这种物质可以随时间缓慢变化，并且在宇宙中的表现类似宇宙学常数，从而可以解释我们宇宙的加速膨胀现象。宇宙学家用这种物质的压强与能量的比值来刻画这一物质状态，这就是物态方程参数。而为了实现宇宙加速膨胀，这个物态方程参数要小于-1/3。考虑到通常物质的能量都为正数，这意味着该物质的压强需要为负数，从而与我们常见的物质大不相同，而我们前面提到的宇宙学常数的这一比值正好等于-1。

　　虽然宇宙学常数的想法足够简单并且与现今的天文观测符合得很好，但也存在一些致命的问题。量子场论能对宇宙中的真空能量进行估算。但不幸的是，估算结果比我们的实际观测，即宇宙学常数所对应的真空能量值大120个数量级！因此物理学家们将之称为“物理学史上最糟糕的理论预言”。此外，在当今宇宙中，暗能量约占宇宙总能量的70%，为了得到这一比例，在宇宙极早期暗能量所占的比例要出奇地小，而计算结果表明只要当时的暗能量比例稍微偏离这一结果，那么就会大幅度偏离我们当今对宇宙组分的观测结果了。这意味着对宇宙开始时的状态要进行极其精密的微调，从而让我们对宇宙学常数的解释产生怀疑。

　　惊人发现：宇宙加速膨胀是事实

　　因此，找到一种合适的暗能量候选者便成为了一个十分重要的问题。一种最简单的设想是在爱因斯坦引力场方程中增加一个为常数的项，称为宇宙学常数，它的意义在于告诉我们真空实际上并不是真的“空”的，而是有能量的，而真空的能量便可以成为驱动宇宙加速膨胀的动力。

　　面对挑战：寻找压强为负的物质

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　　找到完美的解决方案，一方面，我们需要更精确的宇宙学观测。在传统的天文学观测中，对天体发出的不同种类光的观测往往是我们获得重要信息的途径。自从成功探测到引力波以来，人们已经进入了多信使天文学时代。与将Ia型超新星作为“光源”类似，人们提出了将引力波源作为“汽笛”来探测宇宙膨胀现象的想法，从而提供与Ia型超新星及其它观测相独立的实验检验途径。此外，对其它可能存在的偏离标准广义相对论现象的观测，比如牛顿引力常数是否是一个真正的常数，也有助于我们从其它角度来认识我们手头上能够解释宇宙加速膨胀现象的理论。

宇宙在膨胀，幕后“三无传世网页版”什么样

科技新闻来源：科技日报 2019年02月14日 10:54