宇宙为何加速膨胀？暗能量它是什么？它如何影响宇宙的命运？

宇宙是什么？它是由无数的星系、星云、恒星、行星等天体组成的巨大空间。它是如何形成的？我们通常认为，它是由一次大爆炸引发的。大爆炸是一种极端的高温高密度状态，从中释放出了巨大的能量和物质，使得宇宙开始膨胀。这个膨胀过程一直持续到现在，而且还在加速。

为什么宇宙会加速膨胀呢？这是一个很大的谜团。按照我们对引力的理解，宇宙中的物质应该相互吸引，使得宇宙的膨胀减速甚至停止或收缩。但是，观测数据却显示了相反的结果。1998年，两个国际研究小组分别利用超新星（一种特殊的爆发恒星）作为标准烛光来测量遥远星系的距离和红移（一种光谱偏移现象），发现了惊人的事实：

宇宙深处的超新星比预期的要暗，这意味着它们离我们更远，也就是说，宇宙的膨胀正在加速！这个发现震惊了整个科学界，也为这些科学家赢得了2011年诺贝尔物理学奖。

是什么力量在推动宇宙加速膨胀呢？科学家们给出了一个假设：暗能量。

暗能量是一种神秘的能量形式，它具有负压强，能够产生反向的引力效应，使得时空在宇宙学尺度上加速膨胀。暗能量占据了宇宙总能量的约70%，而我们熟悉的普通物质只占5%，剩下的25%则是另一种神秘的物质形式：暗物质。

暗物质是一种不发光不反射光的物质，只能通过引力作用来探测。暗物质和普通物质都会阻碍宇宙的膨胀，但是暗能量却会促进宇宙的膨胀，并且随着空间的扩张而增加。

暗能量到底是什么呢？目前还没有一个确定的答案。有几种可能的理论来解释暗能量：

宇宙学常数：这是爱因斯坦在他的广义相对论中引入的一个常数项，用来表示空间本身具有的能量密度。这个常数可以解释为暗能量，并且可以很好地拟合观测数据。但是，这个常数为什么有这样一个特定的值呢？为什么和普通物质和暗物质相比如此之大呢？这些问题还没有得到解答。

动态标量场：这是一种类似于粒子的场，它可以随着时间和空间而变化，从而导致暗能量的密度也随之变化。这种场被称为“ quintessence ”（精华），它可以解释为什么暗能量的密度和宇宙的膨胀速度有关。但是，这种场的起源和性质还不清楚，也没有被直接观测到。

改进的引力理论：这是一种对爱因斯坦的广义相对论进行修正或推广的理论，它可以在某些极限情况下退化为广义相对论，但是在宇宙学尺度上却有不同的预测。这种理论可以解释为什么暗能量和引力有关，而不需要引入额外的能量或场。但是，这种理论是否与其他物理实验或观测相一致，还有待验证。

暗能量的本质决定着宇宙的命运。如果暗能量是一个恒定的宇宙学常数，那么宇宙将永远加速膨胀下去，直到所有的星系都远离我们的视野，最终导致一个寒冷、黑暗、空旷的宇宙。

如果暗能量是一个动态的标量场，那么宇宙可能会经历不同的阶段，有时加速膨胀，有时减速膨胀，甚至可能出现反向的收缩。如果暗能量是一个改进的引力理论，那么宇宙可能会出现更复杂和奇异的现象，比如突然的奇点或者多重的宇宙。

暗能量是当今物理学和天文学中最大的挑战之一。为了揭开暗能量的秘密，科学家们正在进行更精确和更深入的观测和实验。这些观测和实验将为我们提供更多关于暗能量的线索和证据，也许有朝一日，我们就能揭开暗能量之谜，揭示宇宙的真相。