宇宙加速膨脹(英語:Accelerating expansion of the universe)是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說,就是宇宙標度因子 的二次導數是正值,[1]這意味着星系遠離地球的速度,也就是哈勃定律裏所提到的退行速度,隨着時間演進,應該會持續地增快。於1998年觀測Ia超新星得到的數據,提示宇宙的膨脹速度正在加快。[2][3][4]物理學者索羅·珀爾穆特、布萊恩·施密特與亞當·利斯「透過觀測遙遠超新星而發現了宇宙加速膨脹」,因此,共同榮獲2006年邵逸夫天文學獎與2011年諾貝爾物理學獎。[5][6]
證實
在過去數年中,從各方面獨立觀測得到的結果,證實了宇宙加速膨脹的正確性,這包括宇宙微波背景輻射、可觀測宇宙的大尺度結構[7]、宇宙的年齡[8]、對於超新星更精確的觀測量[9][10]、星系團(galaxy cluster)的X射線性質。
密度減低
假若現在宇宙正在膨脹,則其密度必定也正在減低,因為物質與物質之間的空間正在加大。假若繼續加速膨脹,則最終除人類自己所處的室女座超星系團之外,所有其它星系團都會極端紅移、加速遠離,偵測它們會變得更加困難,遙遠的宇宙也會變得越加黑暗。
解釋模型
現在,天文學者已研究出很多解釋宇宙加速膨脹的模型,這包括某種形式的暗能量:宇宙常數、第五元素、暗流體(dark fluid)、幻能量(phantom energy)。暗能量具有負壓強,相當均勻地分佈於空間。這是暗能量所具有最重要的性質之一。
發散擴張
根據宇宙論假說大撕裂,幻能量會造成以指數函數增加的發散擴張,戰勝本域星系團的重力,將室女座超星系團徹底撕裂,然後會撕裂銀河系、太陽系、最後甚至小小原子。對於宇宙膨脹加速度的測量是決定宇宙的終極命運的關鍵。但是,這重要發現可能在短期內不會達成。
暗能量主控
隨着宇宙膨脹,暗物質的密度會比暗能量的密度減低更快。最終結果是暗能量會成為主控因素。更確切地說,假設宇宙體積加倍,則暗物質密度會減半,但暗能量密度大致保持不變(假若暗能量是宇宙常數,則暗能量會保持不變)。在宇宙常數模型裏,暗能量已經主控了物質的質能,而宇宙膨脹大約是時間的指數函數。根據這模型,在未來,膨脹的標度因子加倍時間(從 變為 )大約為114億年。
另見
外部連結
- 諾貝爾獎網頁列出的宇宙加速膨脹閱讀資料(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)。
參考文獻
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