當暗能量充滿太空，未來宇宙命運將走向何方？

在20世紀末，宇宙面臨著兩種命運：它蘊含著的所有物質可能產生足夠強的重力使其再次坍縮，或者至少宇宙膨脹速度將減緩。不過從哈勃望遠鏡所探測到遠方星系中的Ia型超新星來看，這些猜想都是不成立的；宇宙不但沒有塌縮，反而在加速膨脹。宇宙學家自此藉助了暗能量的概念來解釋宇宙加速膨脹的現象，但是暗能量的特性仍是現代宇宙學中的一大謎題。

目前我們可以確定的就是：宇宙中存有大量的暗能量。科學家們從宇宙微波背景的測量中發現，暗能量佔據了宇宙能量密度的68%。

今期與早期的宇宙質能分布餅圖，這是根據五年的WMAP總數據估算的

不論暗能量是什麼，一定是它滲入太空中產生的負壓強導致了宇宙膨脹。一種被稱為為宇宙常數（用Λ表示）的擬定形式表明，暗能量的恆定能量密度是均勻地分布在整個宇宙中。

此模型的命名借鑒了愛因斯坦最初涵括在他廣義相對論方程中的一個項式。它本應抵消重力並達到靜態，而不是使宇宙膨脹。它被後人稱為愛因斯坦「最大的錯誤」，因為這個項式本身並不能代表實際模型，不過也許宇宙常數僅僅代表太空能量，也就是量子理論中預測到所謂的真空能量。當宇宙的膨脹產生了更多空間時，更多暗能量也就應運而生了 。

估計宇宙中物質和能量的分布

另外還有一個核心模型就是第五元素（精質），它是古代哲學中能夠滲透大自然並構成天球的元素，也是最終極的元素。理論上來講，第五元素是一種新型的能量場或太空流體，也可以解釋為第五基本力。和宇宙常數不同 (正如其名所示，數值為恆定量)，第五元素是動態的，隨著時間而產生變化。它甚至可以在吸引力與排斥力間相互轉換。第五元素和其它暗能量的動態模型雖都是很奇妙的設想，而且目前的觀測尚無法證明暗能量會根據時間發生變化，恆定狀態方程式為w=-1，但是這些測量仍存有很大誤差。

以上這張圖展示了自宇宙大爆炸以來膨脹速率的變化。曲線弧度越小，膨脹速率就越高。75億年前，這條曲線發生了明顯的變化，當時的天文學家們認為是一種神秘的暗力使得物質以更快的速度飛離。

宇宙學家們也考慮過對我們現有的重力理論進行修改，但是新理論不僅需要對加速膨脹做出解釋，還要為其它重力間的相互作用提供能與愛因斯坦的廣義相對論的精確度相媲美的解釋。

暗能量存在的具體觀測證據

1998年，高紅移超新星搜索隊觀測組發表了Ia型超新星的觀測數據，顯示宇宙在加速膨脹。隨之，1999年，超新星宇宙學計劃證實了該結果。該項工作於2011年獲得諾貝爾物理學獎。

在星系附近出現的一顆Ia型超新星（左下角的亮點）

Ia型超新星可被視為測量大尺度長度的標準量天尺。這種超新星爆發時的絕對星等都一樣，只要觀測到他們的視星等，就可以測出它們到地球的距離。而紅移量又能體現退行速度。因此可以將距地球不同距離的Ia型超新星的紅移量與宇宙學方程的預言值進行比較。取定合適的參數，ΛCDM模型模型比較符合觀測。

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