宇宙的加速膨胀演讲稿

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1、宇宙的加速膨胀20123976郑建海就在100年前，人们还认为宇宙是一个宁静的所在，比我们的银河系大不了多少。宇宙学时钟可靠而又稳定地滴答作响，记录着时间的平稳流逝，而宇宙本身则是永恒的，无始无终。但没过多久，一种颠覆性的红移就改变了人们的这种观点2011年度诺贝尔物理学奖由索尔•佩尔马特、布赖恩•施密特和亚当•里斯获得，以表彰他们因超新星的研究，并发现宇宙的加速膨胀而对宇宙学的贡献。这三位科学家对超新星的观测证明:宇宙在加速膨胀，变冷，这…发现”震动了宇宙学的基础”・“红移”现象发现宇宙在膨胀20世纪20年代，美国加利福尼亚威尔逊山上，当时世界上最大的望远镜投入了使用，天文

2、学家终于证明，几乎所有星系都在远离我们。他们研究出一种“红移”现象，并得出结论：星系不光在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，逃离的速度就越快一——这被称为“哈勃定律”。也就是说,宇宙在膨胀。同时科学家得出了今天的标准宇宙学观点，即宇宙诞生于大约140亿年前的一场大爆炸。时间和空间都起始于那一时刻。“超新星”成为宇宙新标尺他们采用跟60多年前天文学家所用的方法给遥远的恒星定位，并测量它们如何运动。结果发现那些星球越来越远，宇宙标尺必须延长才有测量的可能。于是“超新星”，也就是爆炸的恒星，成了新的“烛光”测量标准。这种“超新星”其实是不断吸取周围星球的气体的恒星，最

3、终自身爆炸，便成为一颗“超新星”。它在短短儿星期Z内，发出的光足以与整个星系和抗衡。在久远的未来，太阳也会变成一颗“超新星”。在整个可观测宇宙之中，大概平均每分钟会爆发10颗“超新星”。只是宇宙太过巨大，一个典型星系平均每1000年才会出现一到两颗“超新星”爆发。佩尔穆特等人利用高科技发明光敏数码成像传感器CCD来观测“超新星”，并测量它的“红移”速度和亮度。这个过程非常艰难。但科学家们最终得出了惊人但却相同的结果：他们发现了大约50颗遥远的“超新星”，它们的星光似乎比预期的要暗。于是他们最终得出结论：宇宙膨胀不是减速，而是加速。“暗能量”正在抢地盘宇宙膨胀不仅正在加速，而且

4、已经偷偷加速了几十亿年。这种加速如今被认为是由某种“暗能量”驱动的。这种“暗能量”起初只占宇宙的一小部分，但随着宇宙物质在宇宙膨胀过程中逐渐被稀释，这种暗能量如今已占据了宇宙成分总含量超过70%。它的本质却仍然是谜，或许仍是当今物理学面临的最大谜题。科学家认为，这种“暗能量”一定来自于一种能够产生斥力的物质。也许，它可能根本就不是常数，会随时间变化。又或许一种未知的力场只是偶尔产生了暗能量。但因为“暗能量”仍在逐渐“强大”，预言宇宙未来会如何，成了一件不可能完成的任务。也许膨胀永远加速下去，未来将是一望无际的黑暗和孤独。也许时空逐渐扭曲，就连原子都不能避免被撕碎的命运。宇宙加

5、速膨胀的趋势当爱因斯坦放弃宇宙学常数，转而向非静态宇宙观点投诚时，他把宇宙的几何形状同宇宙的命运联系了起来。宇宙到底是开放的、闭合的，还是介于两者之间——是平坦的呢？开放的宇宙，指的是物质引力不足以阻止宇宙膨胀。这样的话，所有物质都会在一个越来越大、越来越冷、越来越空旷的空间中不断稀释下去。闭合的宇宙则刚好相反，引力强大的足以停止甚至逆转宇宙的膨胀。这样的话，宇宙最终会停止膨胀，然后坍缩冋来，在一场炽热而剧烈的大挤压(BigCrunch)中终结。然而，大多数宇宙学家都更喜欢生活在一个最简单、数学上也最优雅的宇宙之中——这就是平坦的宇宙，其中的宇宙膨胀会越来越慢。因此，宇宙最终

6、不是会终结于烈火，就是会终结于寒冰。这是我们无法选择的事情。如果存在宇宙学常数，那么膨胀就将持续加速，哪怕宇宙是平坦的。宇宙加速膨胀的动力那么，是什么在加速宇宙膨胀呢？这种神秘力量被称为暗能量,它向物理学提岀了一大挑战，至今无人能够破解这一谜题。科学家已经提出了若干想法。最简单的办法，就是重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数。当年爱因斯坦加入宇宙学常数的目的，是为了引入一种能够与物质之间的引力相抗衡的斥力，从而创造岀一个静态的宇宙。如今，宇宙学常数却似乎在加速宇宙的膨胀。宇宙学常数当然是个常数，是一个不随时间变化的参数。因此,随着物质在宁宙几十亿年来的膨胀过程屮逐渐被稀释，物

7、质的引力也会越来越弱，暗能量就会逐渐占据上风。按照科学家的说法，这可以解释为什么宇宙学常数直到宇宙历史中相当晚的一个吋期，也就是五六十亿年前，才逐渐开始发挥作用。大约在那一时期，物质的引力减到了比宇宙学常数还弱的地步。而在那一时期之前，宇宙的膨胀确实是一直在减速。宇宙学常数可能源自于真空，按照量子物理学的观点,真空从来就没有真的空过。相反，真空是一锅不断翻滚的量子汤，正反物质的虚粒子不断产生又不断消火，从而产生出能量。然而，对暗能量数量最简单的估算，与空间中测量到的暗能量数量却完全不符，足足大了大约10