宇宙加速膨脹是指宇宙整體空間在膨脹過程中，其膨脹速度呈現(xiàn)出不斷加快的趨勢。這一現(xiàn)象在物理學(xué)上通過宇宙標(biāo)度因子的二次導(dǎo)數(shù)為正值來表征，直觀表現(xiàn)為星系遠(yuǎn)離地球的速度隨時間推移而持續(xù)增長。

宇宙加速膨脹這一重大發(fā)現(xiàn)源于1998年對Ia型超新星的觀測。物理學(xué)家索爾·珀爾馬特（任職于加州大學(xué)伯克利分校）、布萊恩·施密特（就職于澳大利亞國立大學(xué)）與亞當(dāng)·里斯（供職于約翰·霍普金斯大學(xué)）通過分析相關(guān)觀測數(shù)據(jù)，首次揭示了宇宙膨脹速度正在加快的事實(shí)。這一突破性成果為三人贏得了2006年邵逸夫天文學(xué)獎以及2011年諾貝爾物理學(xué)獎的殊榮。

從物理學(xué)角度來看，宇宙加速膨脹是由宇宙標(biāo)度因子的二次導(dǎo)數(shù)為正值所決定的現(xiàn)象。依據(jù)哈勃定律，這一現(xiàn)象表明星系遠(yuǎn)離地球的速度會隨著時間的推移而不斷增加。最初，這一理論正是通過對1998年Ia型超新星觀測數(shù)據(jù)的深入分析而得到確認(rèn)的。

宇宙加速膨脹的理論得到了多方面獨(dú)立觀測結(jié)果的強(qiáng)有力支持。這些觀測數(shù)據(jù)涵蓋了宇宙微波背景輻射、可觀測宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)、宇宙的年齡、對超新星的更精確觀測以及星系團(tuán)的X射線特性等多個領(lǐng)域，共同為宇宙加速膨脹提供了確鑿的證據(jù)。

若宇宙持續(xù)加速膨脹，其密度將不可避免地降低，因?yàn)槲镔|(zhì)之間的空間正在不斷擴(kuò)大。長此以往，除了我們所在的室女座超星系團(tuán)外，其他所有星系團(tuán)都將經(jīng)歷極端紅移并加速遠(yuǎn)離，導(dǎo)致探測它們變得愈發(fā)困難，遙遠(yuǎn)的宇宙也將因此變得更加黑暗。

為了合理解釋宇宙加速膨脹的現(xiàn)象，天文學(xué)家提出了多種模型。其中，暗能量模型備受關(guān)注，包括宇宙常數(shù)、第五元素、暗流體和幻能量等多種形式。暗能量具有負(fù)壓強(qiáng)且在整個空間內(nèi)均勻分布的特性，被認(rèn)為是推動宇宙加速膨脹的關(guān)鍵因素。

大撕裂假說是一種極端但引人入勝的理論。該假說認(rèn)為，幻能量可能導(dǎo)致宇宙發(fā)生指數(shù)級別的發(fā)散擴(kuò)張，超越本域星系團(tuán)的引力束縛，最終將室女座超星系團(tuán)乃至銀河系、太陽系和原子撕裂。對宇宙膨脹加速度的精確測量對于確定宇宙的最終命運(yùn)至關(guān)重要，但這一重要發(fā)現(xiàn)可能在未來一段時間內(nèi)仍難以實(shí)現(xiàn)。

宇宙加速膨脹

暗能量主導(dǎo)的未來

隨著宇宙的持續(xù)膨脹，暗物質(zhì)的密度將下降得比暗能量更快。最終，暗能量將成為主導(dǎo)宇宙演化的關(guān)鍵因素。具體而言，如果宇宙體積翻倍，暗物質(zhì)的密度將減少一半，而暗能量的密度則基本保持不變（在暗能量為宇宙常數(shù)的模型中）。在宇宙常數(shù)模型中，暗能量已經(jīng)支配了物質(zhì)的質(zhì)量能量，宇宙的膨脹近似為時間的指數(shù)函數(shù)。根據(jù)該模型預(yù)測，未來的膨脹標(biāo)度因子加倍時間（即從a(t)變?yōu)?a(t)）約為114億年。

謠言內(nèi)容

曾有謠言聲稱，宇宙加速膨脹導(dǎo)致時間流逝速度加快。支持這一觀點(diǎn)的人引用了一些看似相關(guān)的例子，如NIST的時間測定師自1999年起未再添加閏秒，原因是地球自轉(zhuǎn)速度加快；地球的舒曼共振頻率從每秒7.83周上升至超過每秒12周，暗示一天的時間長度已縮短至不足16小時；以及Windows操作系統(tǒng)時鐘的秒針跳動頻率不均等，認(rèn)為這是一種新的現(xiàn)象。

科學(xué)駁斥

然而，這些說法均缺乏科學(xué)依據(jù)。事實(shí)上，時間的流逝速度是相對穩(wěn)定的，不會因宇宙的加速膨脹而發(fā)生顯著變化。NIST未添加閏秒與地球自轉(zhuǎn)速度的變化有關(guān)，但與宇宙加速膨脹無直接聯(lián)系；地球舒曼共振頻率的變化可能由多種因素引起，不能簡單歸因于時間流逝速度的改變；而Windows操作系統(tǒng)時鐘的秒針跳動頻率不均則更多與軟件或硬件問題相關(guān)，與宇宙膨脹無關(guān)。因此，這些謠言均無法成立。