世界上最遙遠的距離，不是生與(yu) 死的距離，不是天各一方，而是我就在你麵前，你卻不知道我愛你。

相信這首詩，很多人都聽過，在愛情的世界中，它可以用來形容一對身體(ti) 在一起，但靈魂卻相隔一方的情侶(lv) 。在科學的世界中，這首詩同樣可以用，它可以用來形容宇宙中的一些未知力量——暗物質，它是一種看不見、摸不著，但是我們(men) 又必須假設它存在的東(dong) 西。但是宇宙除了有暗物質的存在，還存在著一股暗勢力，它就是存在更廣泛的——暗能量。

暗物質和暗能量，到底有多神秘？

現在的宇宙好比是一個(ge) 有100戶人家的小區，你就在這個(ge) 小區中住，住了一段時間你會(hui) 驚訝地發現，100戶人家中你竟然隻見過其中的5戶鄰居，有27戶人家你從(cong) 來都沒有見過，也沒有打過招呼，甚至你想找都找不到他們(men) ，但是你肯定他們(men) 確實在這個(ge) 小區住，不然晚上他們(men) 的燈是不會(hui) 亮的。剩下的68戶人家就顯得更加神秘了，這些人也住在小區，但是從(cong) 來都不露麵，回家也不開燈，但是他們(men) 一直對整個(ge) 小區施加著影響，他們(men) 一直在勤勤懇懇地為(wei) 小區開疆擴土，小區的麵積一天比一天要大一些，相信如果誰住在這樣的小區，都會(hui) 覺得太過於(yu) 神秘而不敢居住了。

然而事實的情況就是——我們(men) 所生活的宇宙就是這樣一個(ge) 宇宙，一個(ge) 仿佛見了“鬼”的宇宙，在上麵的比喻中，27戶你從(cong) 來都沒有見過的人家就是——暗物質。而68戶整天為(wei) 小區開疆擴土的人家就是——暗能量。

這個(ge) 世界由我們(men) 熟悉的原子、分子等組成，它們(men) 還可以細分為(wei) 誇克、電子、膠子等不可再分的粒子，世界都是由這些物質組成的。其實這句話嚴(yan) 格意義(yi) 上來說錯得很離譜，我們(men) 目前對這個(ge) 世界的組成根本還稱不上了解，因為(wei) 我們(men) 所知道的物質還不到這個(ge) 宇宙組成的5%，盡管小數點後麵可能會(hui) 有那麽(me) 一點點誤差，但有一組數字是非常可怕的：

仰望璀璨的夜空，我們(men) 把無數的星係、恒星、氣體(ti) 、塵埃，還有那些不發光的黑洞、流浪行星全部都加在一起，它們(men) 隻能占到宇宙組成的4.9%。那些看不到、摸不著、不與(yu) 任何普通物質發揮作用，隻靠著引力發揮作用的暗物質是普通物質的6倍左右，占到了26.8%。普通物質和暗物質加在一起也隻能占到宇宙質能總和的31.7%，剩下的全部都是——暗能量。

四舍五入一下，普通物質、暗物質、暗能量的比例就是5:27:68。一般而言，宇宙是以暗能量為(wei) 主，其次是暗物質，最少的就是我們(men) 所熟知的普通物質。

圖解：普通物質、暗物質、暗能量的比例

一種全新的宇宙力量，占據了宇宙物質組成的2/3

上個(ge) 世紀20年代，美國天文學家哈勃發現了宇宙並非靜態，宇宙在膨脹，宇宙雖然很大，但是它仍然在不知疲倦地膨脹，宇宙膨脹以及伴隨的宇宙大爆炸學說可以說是20世紀人類最偉(wei) 大的科學發現之一了，宇宙是在一個(ge) 密度無限大、體(ti) 積無限小的點開始的，然後開始了一場大爆炸，經過了138億(yi) 年的膨脹，最終變成了今天的模樣。

根據理論，如果宇宙中隻有普通物質、暗物質和能量的話，那麽(me) 宇宙的膨脹速度應該慢慢地減緩才對，最初人們(men) 也是認為(wei) 宇宙的膨脹會(hui) 越來越慢，這是人們(men) 關(guan) 於(yu) 宇宙的第1直覺，因為(wei) 萬(wan) 有引力的存在，物質和物質之間會(hui) 相互吸引，它們(men) 會(hui) 逐漸把膨脹的宇宙這批脫韁的野馬拉回來，膨脹的速度自然一天一天的慢下來，這是直至20世紀末人類對宇宙膨脹的理解。

然而，上個(ge) 世紀末科學家的一個(ge) 新發現讓人們(men) 徹底改變了這個(ge) 看法，當時有兩(liang) 個(ge) 獨立的科學小組，他們(men) 都在追蹤宇宙中一類特殊的超新星· Ⅰa型超新星。Ⅰa型超新星號稱宇宙的標準燭光，是用來測量天體(ti) 距離的利器，這類天體(ti) 有一個(ge) 很特別的優(you) 點，就是它的絕對亮度是恒定的，所以我們(men) 隻需要測量它在望遠鏡下的亮度，就能夠知道它和我們(men) 之間的距離。

最初兩(liang) 個(ge) 觀測小組都認為(wei) 他們(men) 能夠通過觀測Ⅰa型超新星來發現宇宙正在減速膨脹的證據，可是當數據出來以後，所有人都大吃一驚，原本應該更加明亮的超新星，竟然就黯淡了那麽(me) 一點，如果宇宙的膨脹正在減速，它們(men) 就應當距離我們(men) 更近、更明亮才對。這也就意味著這些超新星的距離比當時理論預測要更遠，所以宇宙也要比我們(men) 曾經以為(wei) 的更大一點。

當年兩(liang) 個(ge) 觀測小組的科學家對這個(ge) 發現也感到非常震驚，他們(men) 甚至以為(wei) 是自己的觀測手段出了問題，才發生了如此荒謬可笑的結論，就像你突然發現你像天空中扔一個(ge) 蘋果，可蘋果向上的速度竟然不減速，反而正在加速往天空深處飛去一樣。可是數據總是不會(hui) 說謊的，當時兩(liang) 個(ge) 小組一共測量了58顆Ⅰa型超新星，結論是出奇的一致，58顆超新星它們(men) 所在的星係正在以越來越快的速度離開我們(men) ，宇宙沒有在減速膨脹而是在加速膨脹。

應當如何來解釋宇宙正在加速膨脹呢？

此時，擺在理論物理學家麵前有兩(liang) 種可能性：

• 第一種：宇宙中有一種特別奇特的存在，它們總是和萬有引力過意不去，能夠產生一種斥力，這種斥力不僅讓宇宙膨脹，而且膨脹的速度越來越快。
• 第二種：目前我們所能夠掌握的引力理論也就是廣義相對論，它並不適用於大尺度的宇宙，就像牛頓的萬有引力在強引力場附近就會漸漸地失效一樣。

主流學界目前更傾(qing) 向於(yu) 前一種說法，因為(wei) 一種新的理論目前還沒有被提出來，而且就算是新的理論被提出，也很難被驗證，如果新的理論能夠被驗證，這可能又將是科學界的一個(ge) 重大的突破，能夠解決(jue) 這個(ge) 問題的人恐怕在科學史上甚至能夠比肩牛頓、愛因斯坦和波爾這些擁有輝煌成就的科學家。所以為(wei) 了自圓其說、為(wei) 了能夠邏輯自洽，物理學家們(men) 不得不引入了一種全新的宇宙力量。1998年，美國物理學家、宇宙學家特納，給這種神秘的力量起了一個(ge) 名字叫做·暗能量，從(cong) 此科學界又多了一股暗勢力。

關於暗能量最流行的觀點

我們(men) 雖然給暗能量起了個(ge) 名字，可是我們(men) 對它的了解幾乎為(wei) 0，我們(men) 隻知道神秘而又強大的暗能量能夠讓星係之間彼此遠離，能夠解釋宇宙空間的加速膨脹，但暗能量到底在哪？它的本質是什麽(me) ？它又是如何作用於(yu) 這個(ge) 宇宙的？

我們(men) 一無所知，雖然不了解，但是我們(men) 可以猜測。

目前關(guan) 於(yu) 暗能量最流行的觀點是——它是空間本身的屬性，是一種來自空間的能量，宇宙其實非常空曠，普通物質和暗物質隻占據了少量的空間，其餘(yu) 的空間都是什麽(me) 都沒有的，所謂的真空。

在傳(chuan) 統意識中，“真空”這個(ge) 詞代表了空無一物的空間，完全沒有任何粒子，沒有溫度，沒有能量，但實驗物理學家已經證實了，真空其實並非空無一物，真空中每時每刻都會(hui) 有無數微小的量子漲落，大量的虛粒子和它們(men) 的反粒子憑空同時產(chan) 生，而在刹那之間又會(hui) 相互洇滅。盡管這個(ge) 事聽起來像鬼故事似的，但是科學家確實證實了這個(ge) 事，所以關(guan) 於(yu) 暗能量的猜測有如下幾種：

• 第1種猜測：空間也有自己的能量。

這些僅(jin) 能夠存在一瞬間的粒子攜帶著能量，這種能量具有負壓強，它們(men) 推動著宇宙膨脹。

• 第2種猜測：暗能量也可能是某種電場和磁場一樣的。

“場”是物理學家都熟悉的一種形態，無處不在的電磁力和萬(wan) 有引力都是通過場來發揮作用的，暗能量也可能是一種被叫做精致的能量場，這個(ge) 取名來自於(yu) 希臘哲學家，這種精致彌漫在整個(ge) 宇宙中，占據著宇宙當中的每一個(ge) 點，可以抵消引力的相互作用。

• 第3種猜測：根本不存在暗能量。

愛因斯坦的廣義(yi) 相對論可能不完備，在大尺度的宇宙中可能不太適合描述引力的相互作用，這也就是說在星係和星係團的尺度下，引力可以用廣義(yi) 相對論來描述。可是如果我們(men) 把視角放在了整個(ge) 宇宙的尺度，廣義(yi) 相對論就會(hui) 失效，需要一種新的理論來解釋宇宙的加速膨脹現象。

以上的3種解釋，其實都是有一個(ge) 問題的，那就是如果你覺得你有道理，那麽(me) 你總得拿點什麽(me) 證明你的道理，然而目前所有人包括這個(ge) 時代最偉(wei) 大的理論物理學家在麵對這些問題時，都會(hui) 選擇沉默，因為(wei) 誰也不知道。關(guan) 於(yu) 暗能量現階段的狀況，就是盡管很多人提出了很多的候選理論，但是沒有一種讓人信服，沒有一種經過實驗認證，謎團一直在延續著。

宇宙的命運其實取決於兩種力量的對抗

暗能量之所以讓許多人為(wei) 之著迷，其實還因為(wei) 它能夠決(jue) 定宇宙的未來，也就是決(jue) 定整個(ge) 宇宙的命運動，宇宙的命運其實取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 種力量的對抗，一種力量是物質之間相互吸引、相互靠近，另一種力量使得物質之間相互排斥、相互遠離。這兩(liang) 種力量的分別就是：萬(wan) 有引力和暗能量。

萬(wan) 有引力——可能我們(men) 已經非常了解了，17世紀牛頓已經明明白白地把公式寫(xie) 在了《自然哲學的數學原理》這本書(shu) 中，隻要我們(men) 知道兩(liang) 個(ge) 物體(ti) 的質量，知道它們(men) 之間的距離，我們(men) 就能夠算出萬(wan) 有引力是多少。

牛頓的引力公式，在低引力場中能夠完全適用，愛因斯坦在1915年對引力理論做了進一步的改進，它發表了廣義(yi) 相對論方程，我們(men) 又更加深刻地理解了萬(wan) 有引力，那就是時空告訴物質如何運動，物質告訴時空如何彎曲。萬(wan) 有引力的本質其實是時空的彎曲。

圖解：廣義(yi) 相對論方程

暗能量——盡管我們(men) 對萬(wan) 有引力可謂是相當了解了，可我們(men) 對另一種力量暗能量完完全全不了解，我們(men) 隻知道宇宙加速膨脹是暗能量幹的好事，但暗能量是怎樣的存在？如何作用於(yu) 宇宙空間的膨脹？這些問題我們(men) 隻能把它記下來，記在本子上，留給後代來解答了。

所以，關(guan) 於(yu) 宇宙的未來，和剛才關(guan) 於(yu) 暗能量的特性一樣，隻能猜！如果暗能量是空間的某種特性的話，這種特性應該不會(hui) 隨著時間的變化而變化，於(yu) 是宇宙會(hui) 一直像這樣加速膨脹下去，此時宇宙會(hui) 有什麽(me) 樣的結局呢？

結局就是，除了距離銀河係較近的本星係群中的星係，其他所有的星係都將加速遠離我們(men) ，由於(yu) 光速是有限的，這些星係所發出的光到達地球所需要的時間也會(hui) 越來越長，直到它們(men) 距離足夠遠，它們(men) 遠離我們(men) 的速度超過了光速之時，結果就是，從(cong) 那裏發出的光線就永遠再也無法到達我們(men) 身邊了。大約在1萬(wan) 一年以後，隨著宇宙的加速膨脹，除了銀河係所在的本星係群中的星係，其他的所有星係都將以超光速遠離我們(men) ，我們(men) 的望遠鏡就再也看不到它們(men) 了。換句話說，那個(ge) 時候的宇宙嚴(yan) 格意義(yi) 上來說就隻有本星係群了，除此之外我們(men) 什麽(me) 也看不到。

如果暗能量不是空間的某種特性，而是一個(ge) 場，那麽(me) 它就不太可能是一個(ge) 常數了，而是會(hui) 隨著時間的變化而變化，未來的暗能量有可能會(hui) 比現在更強或者更弱，於(yu) 是宇宙的未來也會(hui) 有所不同。

如果暗能量隨著時間的變化而逐漸增大，我們(men) 可以稱這種暗能量為(wei) ·幽靈暗能量，幽靈暗能量又能反過來使空間擴張得更快，使整個(ge) 宇宙伸展得越來越遠，直到我們(men) 很難看見任何星星的光芒。宇宙最終也會(hui) 被這股力量拆散，上至星係團，下至原子核，宇宙中一切的複雜結構都會(hui) 屈服於(yu) 幽靈暗能量，然後被撕扯得四分五裂，這種結局稱之為(wei) ·大撕裂，那個(ge) 時候宇宙中除了一些不可再分的粒子以外，就什麽(me) 也沒有了。

相反，如果暗能量隨著時間越來越小甚至變成負數的話，暗能量的作用就有可能由排斥變成吸引，這一轉變如果在我們(men) 的宇宙中真實的發生了，那麽(me) 後果也將是極其嚴(yan) 重的——首先，宇宙的擴張速度會(hui) 減慢，然後暗能量將真正地起到刹車的作用，宇宙的膨脹停止，然後反方向開始收縮，所有的星係、恒星將會(hui) 回衝(chong) ，越來越凶的相互碰撞，到最後所有的物質在一次大反衝(chong) 中擠壓成一堆，空間和時間凝聚成一個(ge) 點，達到難以想象的高溫、高密度狀態，就像宇宙大爆炸開始的瞬間那樣，然後宇宙很有可能再來一次大爆炸，這種結局稱之為(wei) ·大擠壓。

我們(men) 對暗能量其實根本就不了解，所以宇宙到底是什麽(me) 樣的結局，目前也是一個(ge) 謎團，到底會(hui) 是大撕裂、大擠壓，還是所有的星係都將永遠地離開我們(men) ，今後需要更多理論和觀測的證據。

餘生結語：

當我們(men) 接受了宇宙在加速膨脹之時，就必須要接受暗能量是存在的，它的性質又決(jue) 定了宇宙的未來。不過有一件好事是，也許暗能量的性質和我們(men) 目前的生存狀態無關(guan) ，暗能量隻能夠在大程度上影響宇宙，它並不會(hui) 影響地球和太陽之間的距離，也不會(hui) 影響你和你對象之間的距離。所以，明天的太陽光依然會(hui) 在離開太陽8分鍾以後到達地球，明天早上上班依然是半個(ge) 小時的車程，明天的太陽依然會(hui) 升起，暗能量依然會(hui) 讓宇宙更快地加速膨脹，但是我們(men) 的生活還是會(hui) 繼續，盡管我們(men) 對暗能量一無所知。



關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站