宇宙为什么会膨胀？

牛顿面临的“难题”

自打有人类文明时，人类就起头瞻仰星空，而且起头思虑很多最终的奥义。好比：宇宙到底是什么样子的？

客不雅地说，人类拿出第一个像样一点的科学理论就是：地心说。良多人会认为地心说是伪科学。现实上，这个不雅点是有问题的。我们且不说地心说自己，我们纯真从高中学过的参照系的常识来看这个问题，其实地心说和后来的日心说区别并不大，只是选择的参考系分歧罢了。

客不雅地说，地心说长短常合适科学范式的。在那时的不雅测手艺下，地心说其实已经够用，它和很多不雅测现象是很吻合的。不仅如斯，地心说其实是一个套很是严密的理论系统。而人类机关地心说足足花了600年摆布的时候，从毕达哥拉斯一向到托勒密。

后来，到了欧洲的中宿世纪，哥白尼提出了日心说，哥白尼的日心说其实和托勒密的地心说比起来，精度度是差不多的，并没有几多超越。

但我们现在依然很倡导哥白尼的精力。原因就在于哥白尼让那个时代的学者知道，地心说并非是绝对的权势巨子，我们人类可以追求更好的理论系统。于是，在第谷、伽利略、开普勒的尽力之下，人类对于宇宙的理论加倍深切。后来，牛顿横空出生避世，提出了牛顿三定律和万有引力定律，同一了地球上和宇宙的物理学。

可是，万有引力让牛顿感应十分为难，为什么这么说呢？

我们知道，万有引力描述的是物质之间的引力，万物皆有引力。那按照这个设法，宇宙应该在引力的感化下逐渐标的目的中间聚拢，最后缩短到一个点上。

但事实上，我们并没有发现任何这方面的天文学现象。是以，这就申明万有引力定律和实际发生了彼此矛盾。牛顿那时很纠结，他提出了一个解决法子，他认为宇宙应该是无限大的。若是是这样的，宇宙就没有中间，或者说是处处都是中间，那么处处城市呈现引力的动态均衡，也就不会像中间聚拢了。

奥伯斯佯谬

牛顿起头完美地解决了这个问题。但现实上，良多学者是不服的。好比，牛顿之后100年，有一位学者叫做奥伯斯。

他就提出，若是宇宙是无限大的，那么意味着宇宙中存在着无限多的恒星，我们知道恒星城市发生，那么无限多的恒星发光，就应该把地球的天空照亮，地球也就不该该会有黑夜了，这就打脸了牛顿的不雅点。

这也被称为奥伯斯佯谬。我们还无法验证牛顿这种“宇宙无限大”的设法，但我们已经知道奥伯斯的这个设法也是有问题，起首，光传布也是有速度的，而不是刹时的。其次，宇宙是丰年龄的。基于这两点，就意味着并不是所有恒星发出的光都来得及达到地球。

尺度宇宙模子

到了近现代，爱因斯坦提出了赫赫有名的广义相对论。在这个理论傍边，有一个描述宇宙形态的方程，被称为引力场方程。爱因斯坦就发现：引力场方程预示着宇宙正在膨胀。

不外，爱因斯坦一向坚信：宇宙是永恒的，也就是说，宇宙是不跟着时候转变的。于是，爱因斯坦在引力场方程中加了一个宇宙学常数，只要对宇宙学常数合理取值，就可以抵消宇宙的膨胀效应。

不外，爱因斯坦不久就迎来了打脸。那时，有个天文学家叫哈勃。他在不雅测银河系外的大部门星系时，他就发现，星系都在远离我们，并且是距离的逐渐变远，并且是越远，远离我们的速度越快。

若是这是天体在活动，那应该是应该是有的在接近我们，有的在远离，而不是他不雅测到的现象。于是，就有科学家提出，宇宙膨胀是合适哈勃的不雅测成果，并且也合适爱因斯坦的引力场方程的描述。

据说，当爱因斯坦得知哈勃的偏向时，就暗示给引力场方程添加一个宇宙学常数是他平生傍边做过最悔怨的一件事。

按照哈勃的发现，似乎宇宙学常数应该被请出引力场方程。可千万没有想到，这件工作后来又发生了反转。

按照理论，宇宙大爆炸之后，宇宙发生猛烈的膨胀。可是我们所处的是一个物质本家儿导的宇宙，物质是表现出引力感化的。是以，膨胀的速度会因为物质的引力，呈现出减速膨胀。科学家也一向是这样的认为。可是，到了1998年，就有科学家发布了他们不雅测Ia型超新星的成果，这个成果告诉我们，宇宙非但没有减速膨胀，相反，宇宙在加快膨胀。