暗能量是為了符合宇宙正在加速膨脹這一觀測事實而提出的假想能量。據估算他約佔宇宙總能量的70%。現在有多個暗能量假設：1.宇宙常數；2.真空中本身就包含能量，等。大部分假設都預測暗能量在空間中是不變話的。

宇宙膨脹是可以由弗裡德曼方程式來描述。而天文學家透過觀測相距很遠的天體，再透過光速的有限性，就可以推算出宇宙膨脹的歷史。再結合膨脹方程就可以算出宇宙中有70%的暗能量還未被發現。

事實上所有基本物質包括粒子，暗物質都會透過引力減緩宇宙的膨脹。所以現在宇宙正在加速膨脹的事實是很驚人的。而暗能量這一發重力作用的假設就可以解釋宇宙加速膨脹的事實。

我們要正牌的物理學，不要你的狗屁八卦傳統文化來瞎解釋！

首先，暗能量是物理學家為了解釋宇宙加速膨脹而提出的一種理論。眾所周知，科學家哈勃發現了宇宙紅移，證實了宇宙在膨脹。這意味著宇宙有一個大爆炸奇點。關於奇點，咱們先不談，咱們就先來說說宇宙膨脹這回事。

科學家最早認為宇宙的膨脹是按照一定的速率進行的。但這個資料究竟是多少呢？在上個世紀八九十年代，科學家對此進行了觀測研究。結果他們吃驚的發現：宇宙紅移的速度似乎有點、有點快啊！超出了原來他們的預計。

於是在1998年，科學家細緻的對一顆名為1a的超新星進行了研究觀測，透過大量的天文觀測資料，最終證實宇宙確實在加速膨脹。宇宙膨脹的速度簡直跟爆炸差不多。

那這就奇怪了。

因為星體之間都有引力。引力，最終會把這些星體拉回來，聚整合一個奇點啊！所以按照科學家原本的猜測，宇宙應當是逐漸減慢膨脹速度，最終被星體引力拉回來的。就好像你引爆一個煙花，煙花擴散的煙霧，最終一定會逐漸消散。如果煙霧之間有吸引力的話，那麼這團霧最終就會聚攏。

因此，科學家猜測，宇宙當中應該有一種我們目前尚未觀測到的能量，在推動著宇宙進行加速膨脹。這個能量我們就稱之為暗能量。它以一種斥力的形式表現出來，他是反引力的。

但它究竟是什麼？科學家至今為止解釋不清楚。

有科學家曾經猜測過，暗能量會不會是宇宙當中的真空零點能，或者也稱之為卡西米爾能量。因為兩者屬性非常相似。但是後來發現，卡西米爾能量的密度似乎和暗能量有天壤之別。因此最終被排除了。

目前科學家依然在不斷的收集天文資料，並推出大量的新理論，但是目前尚未有一個理論能和觀測資料符合的很好。所以這塊，還期待科學家進行更多的研究。

最後我想說的是，神棍滾！

暗能量的概念很早就被提出。20世紀20年代，天文學家哈勃觀察河外星系時發現了光譜紅移現象（多普勒效應），即所有星系在各個方向上都在遠離我們，而且星系越遠，遠離速度越快，直接證明宇宙空間在不斷膨脹。

然而，當時多數科學家認為，由於物質之間存在的引力作用會妨礙空間的膨脹。相反，後來一系列的觀測資料卻顯示這種膨脹速度越來越快，證明宇宙空間一定存在著一種未知的斥力（反引力），它能夠克服且超越物質之間的引力。

科學家推斷，使宇宙空間加速膨脹的斥力，就來自未知的“暗能量”。

觀測證據還表明，暗能量無所不在、均勻分佈、具排斥性質，作用於引力空間不斷加速的結構。之前沒有任何已知的其他物質具有這種可使空間自身相排斥的性質。

在廣義相對論中，不僅質量可以產生引力，物質分佈所出現的壓強也可產生引力。而壓強的值可以有正有負，科學家經數學推導得出，當壓強值小於 (-1/3)pc^2 （p為物質密度，c為光速）時，引力表現為排斥力。

也就是說，宇宙空間中充滿了一種壓強為負的暗能量。因為已知普通物質和暗物質的壓強都是正的，所以科學家再次推斷暗能量必定存在。目前，物理學界普遍的結論是，恆星系所有可見的物質僅佔宇宙比重的4.9%，暗物質佔26.8%，而暗能量所佔比重是一個大得多的68.3%。

專門研究宇宙常數或暗能量課題的哈佛教授亞力山大（Stephen H.S.Alexander ）2000年發表了《弦論和宇宙學之間的介面》的論文，2000—2002年獲英國粒子物理和天文研究委員會（PPARC)資助，後來他又獲國家科學基金事業獎。他說，暗能量本身無法直接觀察到，它是已知最令人困惑的物質形式，也是唯一作用範圍小到亞原子尺度，大到宇宙星際距離的“東西”。在原子核內部和遙遠的恆星運動中都有它的蹤跡。

暗能量無論其形式如何，必然對宇宙時空結構產生影響，它作用在引力上以極大的速度產生越來越多的虛空空間——這就是宇宙空間加速膨脹的本質。

也許，只有解決好廣義相對論與量子力學大統一後才能真正揭開暗能量的神秘面紗。

（一家之說，謬誤見諒）

暗能量是驅動宇宙運動的一種能量。它和暗物質都不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。

人類到目前為止對宇宙的研究表明：27%的宇宙是由暗物質組成的，暗物質就像膠水一樣把所有物質連線在一起。新的一項研究發現，一部分暗物質正在消失，而導致他們消失的原因則是暗能量。 暗能量很有可能在消耗著暗物質，如果這一推論正確那這種現象將對宇宙的未來產生重大的影響。相關結果已經發表在了物理學評論快報上。

暗能量和暗物質並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。於是研究測試它們的性質變得十分困難。天文學家們一直以來透過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。

可見的宇宙——包括地球，太陽，其他恆星和星系——由質子、中子和電子捆綁成原子構成。也許20世紀最令人驚訝的發現之一是，這種普通物質或重子物質不到地球質量的5%宇宙。

宇宙的其餘部分似乎由一種神秘、不可見的物質——暗物質(25%)和一種排斥重力的力——暗能量(70%)組成。

解開謎團

科學家們還沒有直接觀察到暗物質。它不與重子物質相互作用，對光和其他形式的電磁輻射完全不可見，使得暗物質無法用現有儀器探測到。但是科學家相信它的存在，因為它似乎對星系和星系團有引力作用。

例如，根據標準物理學，旋轉的螺旋星系邊緣的恆星應該比星系中心附近的恆星執行得慢得多，因為星系中心是一個可見物質集中的地方。但是觀察表明，恆星的軌道速度或多或少是相同的，不管它們在銀河系的什麼地方。如果假設邊界恆星感受到一個看不見的質量的重力效應，這個令人費解的結果是有意義的——暗物質——星系周圍的光環。

暗物質也可以解釋天文學家在宇宙深處看到的某些視錯覺。例如，如果來自更遙遠星系的光被前景中巨大的、看不見的暗物質雲扭曲和放大——這種現象被稱為引力透鏡效應——的話，包含奇怪光環和光弧的星系圖片就可以得到解釋。

科學家對暗物質可能是什麼有一些想法。一個主要的假設是暗物質由外來粒子組成，這些粒子不與正常物質或光相互作用，但仍會產生引力。包括歐洲粒子物理研究所大型強子對撞機在內的幾個科學團體目前正在努力產生暗物質粒子，供實驗室研究。

其他科學家認為暗物質的影響可以透過從根本上修改我們的引力理論來解釋。根據這樣的想法，重力有多種形式，大規模的重力控制星系不同於我們習慣的重力。

膨脹的宇宙

暗能量更加神秘，它在20世紀90年代的發現令科學家們震驚不已。以前，物理學家假設引力會隨著時間的推移減緩宇宙的膨脹。但是當兩個獨立的團隊試圖測量減速率時，他們發現擴張實際上正在加速。一位科學家把這一發現比作把一套鑰匙扔向空中，期望它們會掉下來——卻看到它們徑直飛向天花板。

科學家現在認為宇宙的加速膨脹是由一種排斥力驅動的，這種排斥力是由其他“空”空間中的量子波動產生的。此外，隨著宇宙的膨脹，這種力量似乎越來越強大。由於沒有更好的名字，科學家稱這種神秘的力量為暗能量。

許多科學家還指出，暗能量的已知性質與宇宙常數是一致的，這是阿爾伯特·愛因斯坦在他的廣義相對論中加入的數學創可貼，以使他的方程符合靜態宇宙的概念。根據愛因斯坦的說法，常數將是一種抵消重力的排斥力，阻止宇宙自行坍塌。愛因斯坦後來在天文觀測揭示宇宙正在膨脹時放棄了這個想法，稱宇宙常數是他的“最大失誤” 。

現在我們看到宇宙正在加速膨脹，加入暗能量作為宇宙常數可以很好地解釋時空是如何被拉長的。但是這種解釋仍然讓科學家們不知道為什麼奇怪的力量會存在。

宇宙學家喜歡把一切都建模為所謂的"完美流體"，什麼是完美的流體？它是有密度和壓力的物質，沒有別的。換句話說，"完美流體"不粘，它沒有粘性，沒有內部應力，其壓力在所有方向都是一樣的。簡而言之，就宇宙學家而言，物質的密度和壓力能完美表現宇宙的特徵。

不僅如此，還有一件事：無論我們使用何種測量單位，能量密度和壓力都是使用相同的物理單位測量的。壓力是按面積劃分的力。能量密度是能量除以體積。但能量是力乘以時間長度；體積是面積乘以長度。因此，力除以面積與能量（力乘時間長度）除以體積（= 面積乘以長度）相同。

因此，壓力與能量密度的比值只是一個簡單數字。它不是以米、英尺、秒、磅等來衡量的，它只是一個所謂的無量綱數，通常用字母w表示。

這就是宇宙學家簡單思考問題的地方：他們關心的只是這些， 各種各樣的物質都以這個w為特徵，即壓力與能量密度的比值。例如，沒有壓力的東西只是所謂的"塵埃"。當然，這裡"塵埃"與你知道的不一樣。一個恆星星系就是塵埃（或多或少），因為就宇宙學家而言，數十億顆恆星行為就像塵埃粒子，即作為壓力可以忽略不計的介質。

那麼，w 的允許值是多少呢？事實證明，任何介於-1 和 +1 之間的值都有效。是的，這意味著負壓也是可以接受的。這聽起來可能有些奇怪，但負壓基本上表現為需要投入做功（能量）才能使其膨脹，而不是像發動機氣缸中的熱氣一樣自行膨脹和做功。所以：塵埃幾乎包括我們所知道的所有物質，但也包括我們不知道的東西，即所謂的暗物質。

在今天的宇宙中，壓力大於0的東西可以忽略，因為這種物質的密度下降非常迅速；因此，即使過去有大量這類東西，它已經被稀釋到接近虛無的狀態。這樣就留下負壓的物質，特別是帶極端負壓的物質，w = -1。這些物質有一個非常奇特的特性：即使宇宙膨脹，它的密度仍然保持不變，因為所有使它膨脹的功（能量），最終都會產生更多的這些物質。

因此，我們遵循的邏輯是這樣的：首先，我們注意到，我們宇宙中的空間似乎是歐幾里得的：即使是非常大的三角形的角度之和是180度，行話是宇宙是"空間平坦"。這就要求宇宙中所有物質的總密度是所謂的臨界密度，但可見物質的含量不到此臨界密度的5%。

因此，我們提出了一個簡單的問題：還需要多少物質和什麼樣的物質才能到達臨界密度，並且還要匹配宇宙的其他觀測引數？事實證明，我們需要大約30%的"塵埃"，剩下的70%必須有極端的負壓，w = -1。

缺失物質（30%與我們知道的小於5%之間的差值）稱為暗物質，剩餘的帶負壓物質稱為暗能量。

我希望這個解釋幫組你理解暗能量，這一切都以相當紮實、嚴謹的數學和物理為後盾；但與此同時，我們對於這些暗物質和暗能量究竟是什麼，一丁點線索都沒有。

有理論認為暗物質可能是"WIMPs"（弱相互作用的巨粒子），或者別的什麼。至於暗能量，它可能只是所謂的宇宙常數的一個偽影；或所謂的標量場的潛在能量；或者可能只是量子真空能量（雖然當我們試圖計算它時，我們發現我們偏離了幾十個數量級，這相當尷尬）。

有些人認為宇宙學家足夠聰明，最終能解決這個問題。其他人（包括我自己）認為，我們需要找到方法，你知道，在我們對它們的本質說清除之前，我們才能真正發現這些暗能量和暗物質。還有一種選擇，也許這些暗能量和暗物質根本不存在，它們是某種Phantom，因為我們是在用錯誤的引力理論做數學運算推到出暗能量和暗物質。此外，最近的觀測（特別是引力波觀測和對超大質量黑洞M87+陰影的直接觀測）對可接受的修正引力理論提出了嚴格限制。

所以現在，"暗物質"和"暗能量"只是用來標記我們無知的詞語。但至少我們知道它們的"狀態方程"，它們的壓力和能量密度之間的比值，這個數字w。

腦洞大開的回答一個。

宇宙可以設想成一氣球，存在於空間之中。黑洞可以設想成氣球上的一個針眼，在宇宙力的作用下，宇宙從黑洞處(相對於新的宇宙就是奇點)漏氣了，撕開了一個新的空間，形成一個新的氣球。(漏氣這個思維應該是立體的，畢竟空間是三維、四維、五維......N維，漏氣才是宇宙的原動力)

在137億年之前，一個宇宙氣球漏氣了，極小但質量極大的奇點發生了大爆炸，它不斷地膨脹，逐步形成原子、原子核、分子，再凝聚成星雲，進一步形成了各種各樣的恆星和星系，最終形成了我們今天看到的宇宙。

我們的宇宙，不過是眾多氣球中的一個，或許還是別的氣球漏氣形成的。從這方向講，我們測不到暗能量，或許就是那個正在漏氣的大氣球。

當科學家使用望遠鏡觀測星空時，發現有些星系發紅有些星系發藍，這是多普勒頻移現象，本身多普勒頻移是用於聲音中的，但是光也具有這種特性，科學家透過這種現象知道了宇宙正在膨脹，但是宇宙為何膨脹，以及如何膨脹則是一個未解之謎。

既然宇宙在加速的膨脹，那麼肯定得有一種力量來支援它的膨脹。如果我們回到138億年前，你會發現如果宇宙一直膨脹的話，肯定不會出現今天的世界。因為那種力量可以將原子撕裂，所以更不可能出現今天的世界。而之所以出現了今天的世界，原因在於宇宙在某個時間內，膨脹停止了，只有這樣物質才能夠出現。

那麼我們知道物質都擁有著自己的質量和重量，這就如同流動的小河流一樣，如果我們什麼都不做，河流會往前流動，但是如果我們搬起一塊大石頭，你會發現水流受到重力的影響，變慢了。同理宇宙也是如此，宇宙中存在著萬億天體，這些天體的總量加在一起是一個恐怖的數字，但是這些重量並沒有阻擋宇宙的膨脹，這代表宇宙的膨脹被一種未知的能量所操控。這就是暗能量。

透過對宇宙的膨脹測量，我們就能得知出宇宙中的物質佔比情況，暗能量是將物質分離的能量，而暗物質則是將物質凝聚的能量，而剩下的就是我們所看到的物質了。結果表明，暗能量大於暗物質大於物質，這代表了暗能量一直佔據了上風，因此宇宙也在加速的膨脹。透過這些資料我們就能預測宇宙的未來。

暗能量的特性就是這樣，我們舉個例子：假設我們把兩個物體放在一起，你會發現質量大的物體在吸引著質量小的物體，但是如果你在兩者之間加入暗能量的話，你會發現這兩個物體沒有相互吸引，而是在相互排斥。宇宙也是如此，未來星系會彼此相距越來越遠，最終直到看不見為止，而宇宙也將會膨脹到一個可怕的程度。這就是神秘的暗能量！

說實話，目前我們對暗能量還知之甚少。

我們都知道宇宙是由普通物質、暗物質和暗能量組成的。其中普通物質我們最熟悉，就是參與全部4種相互作用的，由質子、中子和電子等構成的物質。暗物質別的和普通物質差不多，唯一就是不參與電磁相互作用，也就是說我們傳統的電磁波觀測天文學對它無能為力，不過隨著引力波天文臺的發展，天文觀測進入多信使時代，我們還是可以透過引力相互作用來觀測暗物質存在的證據。不僅如此，人們還能大致推斷暗物質的可能候選者，其中最受關注的就是WIMP（弱相互作用大質量粒子）。

但是暗能量就非常特殊了，人們至今還不能提出暗能量可能的構成，甚至也沒有任何直接證據。事實上，提出暗能量最初也是唯一的目的就是解釋宇宙加速膨脹。

自從哈勃發現宇宙膨脹、伽莫夫提出宇宙大爆炸理論以來，人們普遍認為宇宙膨脹應該是減速的。尤其是林德等人提出暴漲理論，指出大爆炸的動力來自一種特殊的物質“暴漲子（其實是個標量場）”之後，人們就想，在暴漲結束的時候，暴漲子已經不再處於真空態，而是以粒子的形式大量出現，最後衰變成普通物質如夸克等。那麼後續的膨脹應該就是“慣性作用”，由於宇宙中的物質（不論是普通物質還是暗物質）之間都存在引力，那麼宇宙膨脹自然而然就是減速的。

但是20世紀90年代，兩個探索用Ia型超新星測距的小組同時獨立地發現，超新星的光度距離（也就是觀測距離）要普遍地遠於根據紅移量和現有的大爆炸宇宙模型計算的距離要遠，也就是說，當時的大爆炸模型與觀測不符合，需要修改。值得注意的是，觀測距離和理論預估距離的差距隨著距離增大而變大，說明宇宙實際上是在加速膨脹的。

現在最好的估計是，暴漲結束以後，宇宙確實在減速膨脹，但是隻持續了70多億年。大概在距今60億年前，宇宙就從減速膨脹轉變為了加速膨脹。

為了解釋這個困難，人們假設宇宙中存在一種具有斥力的物質或者能量（物質和能量其實本質相同），而且由於宇宙膨脹的均勻性，這種物質（或能量）應該是均勻分佈，不結團的。這種與普通物質和暗物質迥然不同的特性暗示暗能量（這個名字是物理學家特納仿照暗能量起的）可能和真空或者說真空能密切相關。

從某種意義上說，暗能量和暴漲子還真的挺像，像是弱化版的暴漲子。人們現在能知道的，就是宇宙有三個主宰時期，分別是輻射統治期、物質統治期和暗能量統治期。

這和它們的性質有關。光子具有正壓強，隨著時空膨脹，它會做正功，從而隨著時空膨脹，它的密度與宇宙半徑R的四次方分之一成正比。物質的壓強為0，在膨脹中不做功，它的密度與宇宙膨脹的體積成反比，也就是與R的三次方分之一成正比。而暗能量具有負壓強，時空膨脹反而會對它做功，隨著時空膨脹暗能量的密度保持不變（這只是主流的宇宙學常數模型的結論，還有一些變化的，如精質模型、精靈模型、快子模型等等，但不是主流）。

所以呢，隨著宇宙膨脹，光也就是輻射的密度下降最快，物質（包括普通物質和暗物質）次之，而暗能量不變。這樣在宇宙初期，光子最多，是輻射統治期。隨後是物質統治期、直到大概60億年前，隨著宇宙膨脹，物質的密度越來越小，終於比暗能量的密度還要小了暗能量的斥力打敗了物質的引力，宇宙就開始加速膨脹了。

你可能會好奇，隨著宇宙膨脹，暗能量的密度不變，體積增大，暗能量是不是越來越多了。是的，這也遵守能量守恆，暗能量的增加是透過時空對它做功形成的，所以增加的暗能量來自時空自身的能量。未來，我們的宇宙將完全為暗能量所主宰，大撕裂可能是我們宇宙最終的命運。

2013年歐航局普朗克衛星公佈的宇宙質能分佈佔比顯示，我們已知的物質只佔到了宇宙質能總量的4.9%

佔比26.8%的暗物質和68.3%的暗能量才是宇宙的主流，相比早已因為外圍恆星和星系運動速度異常而被確認存在的暗物質，上世紀90年代才因為宇宙加速膨脹而被“假設存在”的暗能量顯然更難被發現。

在埃德溫.哈勃確定宇宙膨脹之前，從牛頓到愛因斯坦等物理學家都傾向於一個靜止宇宙的存在，在1915年發表廣義相對論前愛因斯坦更是加入了“宇宙常數”來維持宇宙在大尺度結構上發穩恆態，但隨著大洋彼岸美國傳來“埃德溫.哈勃發現宇宙膨脹”的訊息後，愛因斯坦馬上就把宇宙常數從理論裡刪了。

時間流轉到上世紀90年代，美國科學家亞當.里斯希望透過“標準燭光”（超新星）來確定宇宙膨脹的“減速度”進而確定宇宙將在何時停止膨脹轉為坍縮。

然而隨後的觀測資料表明宇宙膨脹的減速度竟然是一個負數，這個負號意味著宇宙膨脹速度不但沒有下降反而還在上升，而引起“宇宙加速膨脹”的罪魁禍首則被認為是“暗能量”，這便是暗能量的誕生故事。

截止目前暗能量雖然還沒有被探測到，但宇宙學家們相信它會在大尺度上抵消掉引力從而讓宇宙膨脹速度不斷加快，而這種加速的空間膨脹會撕裂大尺度天體結構（比如拉尼亞凱亞超星系團和巨引源）

假如宇宙真的會無休止加速膨脹下去，那麼整個宇宙的物質密度就會越來越低，最終宇宙的力量將撕碎宇宙中的所有原子