宇宙正在膨胀,那么是加速膨胀还是减速膨胀?

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。