什么导致宇宙加速膨胀(宇宙为什么加速膨胀)

导致宇宙加速膨胀的物质——暗能量

暗能量能够在引力作用下加速物质。它是由非相对论粒子组成的，负引力是其独特的性质之一。负引力产生了排斥力，但根据广义相对论的等价原理，重力与加速度是无法区分的，它们不是一种接触力。

暗能量由中微子和类似中微子的粒子组成，它们比光速快了一点。

2018年7月13日，科学家宣布冰立方-170922A中微子提前了10天到达，由距离大约4 x 10 ^ 9光年远的耀变体 TXS 0506 + 056的望远镜接收到了这个电磁信号。这是明确证明这种中微子的行进速度大于光速的一个证据。

这些粒子有如此大的能量动量，是因为它们的洛伦兹因子总是大于10^6。它们不能像普通的正电荷一样减速到光速以下—而真实的物质必须能够做到这一点。

有！

中微子的行进速度比光速快了一点。暗能量由中微子和预测的中微子量子力学粒子组成，具有包括引力在内的负性质。根据相对论质量对称理论，我们知道它们构成了一个对称的暗量子宇宙，正如我们所熟悉的那样。

不幸的是，目前还没有关于暗物质或暗能量的普遍有效的假说或理论。物理学家们陷入了一个瓶颈，他们找不到不存在暗物质的重粒子;另外被爱因斯坦拒绝的“宇宙常数”将会把我们的宇宙炸成一个“大裂口”。

但是有一个很好的围绕“暗物质和暗能量”的研究理论，其草案于2018年5月13日发布：暗能量—暗物质，一篇关于它们统一因果关系的论文，简要总结如下:

暗能量是导致宇宙加速膨胀的物质的名称。根据爱因斯坦广义相对论的等价原理，加速度与重力是不可区分的。所以暗能量和重力也没有什么区别。重力与质量有关，负重力与负质量有关。爱因斯坦狭义相对论的一个结果是，负质量必须以大于光速的速度运动，并且会有负虚数的静止质量。目前唯一测量到的超过光速运动的粒子是中微子。

2018年7月13日，科学家宣布冰立方-170922A中微子提前了10天到达，由距离大约4 x 10 ^ 9光年远的耀变体 TXS 0506 + 056的望远镜接收到了这个电磁信号。如果它们如假设的那样是由同一个罕见事件引发的，这就是中微子以无限小的速度比光速运行的确凿证据。这证实了我在上面的论文中我的预测。

此外，中微子具有负质量的平方，它只能来自(负)虚数的静止质量:

pdg.lbl.gov/2017/listings...第六页:质量平方(基于电子) = − 0.6 ± 1.9 eV^2，均值-12是负的，均大于或等于- 0.6,2为正，但可能误差最大。

“相对论质量对称性”预测了更多的对称粒子，它们也有负质量和重力。

据估计，25%的暗物质效应可能只是暗能量中的一个空洞或缺陷，而不是一个单独的粒子。在这种情况下，暗能量只需要克服5%的正电荷，而不是5% + 25% = 30%被高估的正电荷。估计70%的暗能量中只有一小部分是需要的。

中微子，以及预测的对称类中微子负重力粒子，解释了这一切。

物理学是美丽的，一旦你做对了，所有的东西就会完美和谐地结合在一起。

洛伦兹不变量“静止质量”(m)概念是坚如磐石的，而且会一直存在下去。1989年刊登在“今日物理”期刊的一篇文章中，发起了一项废除“相对论质量”的教学(mγ)运动。其实这是存在争议的。“相对论质量”的概念还没有过时;它只是暂时不流行了。只要（m）留作静止质量，且方程中的洛伦兹因子（γ）保持明确，这两者就可以共存。

爱因斯坦狭义相对论的假设是:（1）物理定律在所有惯性参照系中都是相同的。（2）在所有惯性参照系中，真空中的光速c值相同。这些假设保证了洛伦兹变换和洛伦兹因子， γ ≡ 1/√[1 – (v/c)^2]。反过来，洛伦兹变换，推导出了所有狭义相对论的预测。它们预测:(1)正实静止质量粒子(普通物质)在真空中必须以低于光速的速度运动。(2)静止质量为零的粒子(可见光光子)必须在真空中以光速运动。(3)在真空中运动速度大于光速的粒子(中微子)必须具有数学上负的假想静止质量。后一种粒子，像光一样，不能静止。因为它们的洛伦兹因子也是负虚数, γ' = –i x 10^6,他们的物质相对质量(m 'γ”),实际是负的,是他们的重力。

由于它们的极速，负相对论质量的中微子几乎都是能量。在光速以下的普通粒子和真空中光速以上的中微子之间存在对称性。我将其称之为“相对论质量对称性”。

相对论性质量对称是正物质和负(是的，负)物质之间的对称。它不可能存在于正质量之间。我们看到的普通物质,有正的相对论性质量(mγ),静止质量，洛伦兹常量（γ），能量[E = c^2mγ],但负牛顿力学预测重力加速度[a = –mγ(vector r/r)/(r^2)]，因为mγ是正实的。相对论质量对称中微子是假想暗能量,我们看不见它,它有负的相对论性质量(m' = – mγ/γ')，洛伦兹常量(γ' = –i x 10^6),并且正牛顿预测重力加速度[a' = –m'γ'(vector r/r)/(r^2)]，因为m'γ'是负实的，可知m'γ'乘m'γ'得正。

当将相对论质量(m 'γ”)作为一个候选暗能量研究时，我提出了“相对论质量对称”并发现中微子具有其预测的特性。相对论质量对称性不仅预测了中微子及其性质，而且还预测了新的类中微子粒子。这里是中微子和预测类中微子粒子静止质量的精确预测方程，用它们的普通对应同名粒子静止质量来表示:

m' = – mγ/γ',

其中m'为中微子的负假想静止质量;m是中微子对应的同名普通粒子的剩余质量;γ的洛仑兹因子是中微子对应的同名普通粒子的洛仑兹因子常数,通常等于1γ≈1.0;γ是中微子负虚数洛仑兹因子,通常 γ' = –i x 10^6.精确预测得到的中微子剩余质量如下:

电子中微子的静止质量 = –i x 0.511 eV/c^2,

子中微子的静止质量 = –i x 0.511 eV/c^2,

中微子的静止质量= –i x 1,777 eV/c^2.

反中微子预测的剩余质量是相同的。这些预测值都略小于已知的上限值，这些上限值是由测量到的负(是的，负)质量平方(m'²)值计算出来的。负数的平方根是±一个虚数(是的，虚数)。目前观察到电子中微子的质量小于1 eV，它们的能量是至少1兆电子伏,所以他们的洛伦兹因素(γ)的比例计算为：1 eV/1 MeV = 10^6 are: γ' ≡ 1/√[1 – (v'/c)^2] = –i x 10^6.利用这些洛伦兹因子可以精确地计算出当前观测到的中微子|v'|的速度。

它们的范围是: c |v'| (1 + 0.5 x 10^–12) c.最新CNGS2 (ICARUS)测量的平均速度差为: (|v'| – c) = (0.04 ± 0.28stat. ± 0.98syst.) x 10–6 c,它比真空中的光速还要快(是的，更快)。狭义相对论的第一个假设是相对论原理，它指出中微子的多种特性，这要求它在真空中以高于光速的速度传播。(1)因为如果中微子具有质量并以低于光速的速度传播，那么它们永远不会停留在任何我们已知的参考系中，所以它们不能以光速行进，它们必须以大于真空中光速的速度行进，才可以保证在参考系中静止不动。(2)如果中微子在真空中以低于光速的速度传播，就会存在它们改变了螺旋性的旋向性的参考系。但是中微子都具有左旋螺旋性，它们永远不会改变螺旋性的旋向性。(3)为了相对论原理和“相对论质量对称性”在电子和它们的同名电子中微子之间起作用，其中一个必须在真空中以超过光速的速度运动。物理定律才能在它们的参考系和我们的参考系中起作用。在它们的参考系中，我们总是以高于光速的速度在真空中运动。

暗能量由这些相对论质量对称粒子组成。另一方面，我认为暗物质是这些暗能量中微子的缺陷。没有暗物质粒子会将所需的暗能量降低6.5倍。我们新的简单宇宙现在包含三种不同类型的静止质量：负虚，零和正; 比例如下：暗能量67.7%，光子31.8%，普通物质31.8%。我的具有革命性的预测都是基于爱因斯坦的狭义相对论和观测数据。由于许多中微子已经在量子力学的标准模型中，暗能量和暗物质不再是未知的暗粒子。物理学，天文学和宇宙学现在已经基于已知和预测的量子力学粒子。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. quora- Paul Calhoun Waser

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让宇宙加速膨胀的是什么呢？

物理学家提出，宇宙中存在着额外的成分，这或许可以解释宇宙的膨胀速度为什么比预期的要快。

宇宙膨胀的速度比科学家预测的快得多，这是宇宙学中最难以解释的异常现象之一。根据对宇宙大爆炸后不久后释放的辐射（宇宙微波背景辐射）进行测量，物理学家预测了宇宙的膨胀速率，即所谓的哈勃常数。这些辐射揭示了早期宇宙的精确成分。宇宙学家将这些成分代入宇宙演化模型中，并将模型向前运行，以观察今天的宇宙空间应该以多快的速度膨胀。

然而，模型预测的结果并不准确：在对脉动变星和爆发的超新星等天体进行观察时，宇宙学家看到的是一个加快膨胀的宇宙，其哈勃常数也更大。

这种被称为“哈勃冲突”（Hubble tension）的现象一直存在，即使所有的测量手段都变得越来越精确。一些天体物理学家仍在争论这一差异是否只是测量误差。但可以确定的是，如果这种差异真实存在，那就意味着宇宙学家的宇宙模型中缺少某些东西。

近年来，理论物理学家一直在推测新的宇宙成分，这些成分一旦加入标准模型，就可以导致宇宙的膨胀速率加快，使其与观测值相符。

“发现异常是科学进步的根本途径，”哈佛大学的宇宙学家阿维·勒布说道。他是数十位试图解决“哈勃冲突”的研究者之一。接下来，就让我们来了解一下解释宇宙加速膨胀的一些最重要的理论。

衰变的暗物质

宇宙学的标准模型包含了所有我们熟悉的物质和辐射形式，以及它们之间的相互作用；它还包括被称为暗能量和暗物质的不可见物质，二者加起来构成了96%的宇宙。由于人们对这些黑暗部分知之甚少，因此它们可能是修改标准模型时最容易想到的地方。“这就是可以任你改变宇宙膨胀速率的部分，”阿维·勒布说道。

标准模型假设暗物质由不与光相互作用的缓慢粒子组成，但如果我们也假设，暗物质并非由单一物质构成的呢？我们已经发现了许多不同种类的可见粒子——夸克、电子等等——因此可能也存在着多种暗粒子。

阿维·勒布和两位合作者提出了一种暗物质形式，能衰变为一种较轻的粒子和一种无质量的粒子，即暗光子。他们推断，随着时间的推移，越来越多的暗物质衰变，导致其引力减弱，从而使宇宙加速膨胀。于是，“哈勃冲突”便迎刃而解。

然而，对标准宇宙学模型进行这样的小改动可能会产生不必要的连锁反应。美国约翰·霍普金斯大学的理论物理学家马克·卡米奥科夫斯基说：“提出各种各样的微小修改很容易，但如果不破坏模型与其他大量天文观测结果的完美契合，就很难做到这些。”

通过改变暗物质的衰变速率和每次衰变的量，勒布和同事最终确定了一个暗物质衰变的模型。他们表示，该模型仍然与其他天文观测结果一致。“如果你把这个成分加入到标准的宇宙学模型中，一切都能很好地结合在一起，”勒布说道。

不过，勒布仍然不大满意暗物质衰变理论，部分原因是该理论在方程中引入了两个新的不确定量。他说：“在这种情况下，你是通过添加两个自由参数来解决一个差异，我对此感到不安。”他将衰变的暗物质比作托勒密地球中心宇宙体系中的本轮，“我宁愿用一个参数来解释两个差异”。

宇宙的膨胀速度为什么还在持续加快？

现代科学认为，我们的宇宙来源于一次奇点大爆炸，宇宙大爆炸之后，宇宙开始向外不断膨胀。当人类走出地球探测宇宙的时候，发现了宇宙的膨胀，其实发现观测到宇宙的膨胀并不太难，科学家通过观测遥远星系离太阳系越来越远，就可以间接证明宇宙是在不断膨胀。

美国国家航空航天局（NASA）官网近日公布的一项最新研究报告称，根据哈勃太空望远镜数据新测定的宇宙膨胀速度，比欧洲普朗克卫星通过测量宇宙微波背景辐射所预测的速度要快10%左右。

0世纪90年代后期，里斯等三人发现宇宙正在加速膨胀，并因此荣获2011年诺贝尔物理学奖。目前还不清楚是什么导致宇宙加速膨胀，有天文学家认为“幕后推手”是暗能量。

里斯团队借助哈勃太空望远镜观察了位于银河系卫星星系之一的大麦哲伦星云（LMC）内的70颗造父变星。造父变星以可预测的速率变暗和变亮，因此被科学家当作测量宇宙距离的“标准烛光”。他们利用这些信息计算出宇宙当前的膨胀速度——哈勃常数的值为74.03公里/（秒·百万秒差距）。百万秒差距（Mpc）约326万光年。

科学家新的观测表明，我们的宇宙正在加速膨胀，这让很多科学家感到困惑不已，按道理来讲，宇宙在138亿年诞生后膨胀到现在，速度应该降下来才对，可为什么宇宙的膨胀速度反而加快了呢？是什么原因导致了宇宙的加速膨胀？宇宙会一直膨胀下去吗？

科学家对于宇宙的加速膨胀原因提出了三种可能的解释，一种一种可能性是大爆炸后不久出现了一种“早期暗能量”，使宇宙的膨胀速度超过预期；另一种可能性是宇宙包含一种新的亚原子粒子——暗辐射（包括中微子等），其移动速度接近光速；第三种可能性是暗物质与普通物质之间的相互作用比以前假设的更强烈。

不过，近年来，随着人类对暗物质和暗能量的研究深入，越来越多的科学家认知到，暗物质和暗能量才是宇宙霸主，是宇宙的主宰。而宇宙的一切规律，规则都可能跟暗物质和暗能量有很大的关系，那么宇宙的膨胀可能也跟暗能量有很大的关系。

暗能量是宇宙的主要能量，在它的作用下，才有了稳定有秩序的宇宙环境，可是人类对暗能量的认知还是处于理论阶段，几乎是一片空白。我们除了知道宇宙有大量的暗物质和暗能量外，对于它们的属性以及特性毫无所知，人类目前还没有真正在宇宙中收集到暗物质或暗能量。

宇宙开始加速膨胀了，为什么会出现这种现象？

宇宙开始加速膨胀了，为什么会出现这种现象？

大多数学者认为，宇宙膨胀的力量是由于暗物质和暗能量的相互作用，导致新物质的不断产生，填补了宇宙的空间，使恒星之间的距离变大，这就是宇宙膨胀的真相。一些科学家做过这样的气球实验，气球表面有无数的斑点，然后气球被慢慢炸飞，斑点代表宇宙的恒星，而气球的膨胀象征着宇宙的膨胀，科学家发现，随着气球的膨胀，斑点之间的距离将继续扩大，速度将逐渐加快。

当光斑距离扩大时，吹气分子填补两个光斑之间的空隙。也就是说，宇宙膨胀的本质不是受某种重力或排斥力的影响，而是新物质的产生，推动恒星之间的距离迅速扩大，众所周知，宇宙的框架是由暗物质和暗能量组成的。暗物质产生的引力将减缓宇宙的膨胀，而暗能量产生的力则相反会加速宇宙的膨胀。

然而，暗物质和暗能量是相互对立的，一直处于相互斗争的状态，然而，目前，人类对它们的研究和理解非常有限。然而，仍然可以推断，宇宙的膨胀可能没有上限，宇宙膨胀的这种加速意味着宇宙在空间结构中包含的一些未知能量的推动下分崩离析。这种所谓的暗能量占据了宇宙的绝大部分组成，含量超过 70％。

这种暗能量最初只占宇宙的一小部分。然而，随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释，暗能量变得越来越重要。它的本质仍然是一个谜，也许是当今物理学面临的最大难题。宇宙膨胀的发现使我们迈出了奠定基础的第一步，最终得出了今天的标准宇宙学观点，即，宇宙诞生于大约 137亿年前的一次大爆炸中。

形成宇宙结构的还有引力和切线力，其膨胀系数是在整体宇宙的旋转运行及各星系自转和公转的过程中扩展，就我们的太阳系在银河系中每二点五亿年才绕一圈而言，银河系公转一周需要多少年，目前还不得知，想必一定是相当漫长的，所以在人类历史数千年内观察到的变化一定存在局限性，不能作为推理的依据。

是什么原因让宇宙加速膨胀？

宇宙正在加速膨胀这个事儿是物理学界通过实际观测得出来的结论，但是对于宇宙为什么会加速膨胀的原因科学界并没有答案。现阶段这个问题也仅仅是停留在推测和论证阶段。

科学家们通过红移现象已经可以确定宇宙在不断膨胀这事儿是事实了。而宇宙膨胀这个事实最终让人们相信大爆炸理论很可能是正确的。

那么如果抛开加速不谈，只说宇宙不断膨胀这事儿还是比较好理解的。虽然宇宙膨胀证明了大爆炸理论是正确的，但是反过来大爆炸理论也很好地说明了宇宙膨胀的原理。按照大爆炸理论，宇宙是从一个质量非常非常大、体积非常非常小的奇点爆炸并膨胀而来的。那么在宇宙形成的过程中，除了爆炸的时候提供的力之外，就是物质形成之后的万有引力。

如果宇宙现在的膨胀状态是最初的爆炸力和万有引力造成的，那么宇宙的膨胀状态就应该是减速的。这个过程就好比我们往高空抛一个苹果，苹果会向上做减速运动，原因就是有重力也就是万有引力起作用。

但是，科学家实际观测的结果却显示宇宙是在加速膨胀的。哈勃通过红移观测后总结出的哈勃定律告诉我们，宇宙是在加速膨胀的。并且科学家们通过观测后发现，在大概60亿年前，宇宙开始加速膨胀。

那么问题来了，宇宙之中一定还存在一个与万有引力相反的力，并且这个力在与万有引力的较量中，于大概60亿年前战胜了万有引力，所以导致宇宙呈加速膨胀的状态。

这就好比是发射火箭，火箭之所以能够升空并深入到宇宙之中，是因为有一个动力一直推着火箭对抗地球的引力，所以火箭在升空的过程中是呈加速运动的。

为此，科学界提出了暗物质的假设，但是遗憾的是，暗物质到底是不是导致宇宙加速膨胀的原因，以及其作用机理又是什么，科学界至今也未能找到答案。所以，关于宇宙为什么会加速膨胀这事儿，至今依然是一个未解之谜。