最近进行的对40亿~70亿年以前的遥远星系中发生的Ia型超新星爆炸的观测，第一次提供了直接证据表明，宇宙的膨胀正在加速——也许是被某种奇异的新型能量所驱动。

Ia型超新星爆炸

当具有3 倍以上太阳质量的星体燃烧殆尽以后，其残骸核心的质量通常低于1.4 倍太阳质量。这些星核被不断地压缩，直到尺寸与地球相仿，但密度要比地球大上百万倍，这样的星核就称为白矮星。大多数炽热恒星的内核慢慢冷却后，会逐渐黯淡；但是如果它们属于双星系统，就会从同轨道的伴星那里夺取氢气，因为它们具有巨大的引力作用。那些汇入的气体被很快加热到400 万度而发生热核爆炸，将伴星以10,000 公里/ 秒的速度吹走，白矮星的亮度会在3 星期内增加1 兆倍，然后在随后的几个月中逐渐黯淡。这样的星体就可以用来确定距离。

观察到的72次超新星爆炸表明膨胀在加速

最近，几个国际天文学家小组动用了像哈勃太空望远镜这样的精密仪器，对60-70 亿光年处星系中的遥远的Ia 型超新星爆炸进行了集中的观测。结果显示，这些在40-70 亿年以前爆发的超新星，现在的亮度比它们应有的亮度低25%。这表明它们比预期距离还远，也就是说宇宙的膨胀正在加速（图中的红线）。这些发现显然对现有的宇宙学说提出了挑战。

宇宙的膨胀是加速、匀速还是减速的？

理论上，宇宙的膨胀有三种可能的情况：加速、匀速和减速。随着时间的推移（图中自下而上），时空不断膨胀，应该在任何参照点都能看到，比如说选在我们的银河系（在中心）。

膨胀率（用一连串圆盘的大小表示）和宇宙的年龄（从大爆炸算起）在每种设想中都不一样，两者都在加速模型中大一些，在减速模型中小一些。因为在加速模型中时空开始膨胀得较慢，就需要更多的时间才能到达现在的尺度。在减速模型中，情况相反。

除了宇宙加速扩展，对于远处超新星相对较暗还有其他解释吗？

1. 宇宙尘土可能遮挡一些光线，但是灰尘颗粒对蓝光的吸收比对红光的吸收多（就像日落），而远处的超新星并没有变红。

2. 引力透镜会减弱光线，但是也会影响更远处背景上的星系，目前没有观测到这样的效应。

3. 远处的超新星可能不一样，可能不那么亮，这种可能性已经考虑到了。

4. 距离估计错误，存在可能。

表面看来，这些观察结果意味着宇宙正在加速膨胀，而物质密度却较低。如果宇宙仅仅只由普通物质构成，因为引力作用总是互相吸引，膨胀是不可能加速的。

但是，在爱因斯坦的广义相对论中，有一个被称为宇宙常数的项（Λ）。Λ 为正时，描述的是普遍排斥的引力作用。爱因斯坦在他的相对论数学方程中引入宇宙常数，是为了维持他关于静态宇宙的理论，防止静态理论的宇宙在普通的引力作用下坍缩。后来当哈勃确定无疑地证明了宇宙在膨胀后，爱因斯坦就放弃了这个常数，并称它的引进是“我一生中最大的错误”。由于这些原因，一直以来Λ 的值都被认为是0。但是如果空间充满了使宇宙常数大于0 的奇异形式的真空能量，这样的能量就会产生大范围的排斥作用，使宇宙加速膨胀。难道爱因斯坦引入宇宙常数是正确的吗？这仍是一个疑问。

迄今为止，“超新星宇宙学科研项目”对超过72 颗Ia 型超新星进行了观测，收集到的数据既不能支持暴胀理论描述的平坦宇宙，也不能支持维兰理论描述的封闭宇宙，而是显示了一个开放的加速宇宙，具有正的宇宙常数（Λ>0）。这样的结果是革命性的，不过人们还要对数据做进一步检测，并对它带来的结果进行认真的思考。

本文摘编自[加]卡雷尔·威兰著《宇宙的诞生及历史》一书。

本书详细展现了人类自古到今对宇宙诞生及演变这个主题的思考。本书在前半部用尽可能简单的方式将所有现存的宇宙学理论以及物理背景详尽的描述给读者，在后半部则提供了详细的资料及数学计算。高能粒子物理，天体物理及现代天文学推动了宇宙理论的发展。本书描述了宇宙理论的进程：稳态宇宙模型；宇宙膨胀观；宇宙大爆炸理论（所谓的标准模型）；振荡宇宙论（爆炸-膨胀-塌陷-再爆炸）；有关宇宙尺度大小的争论；及早期宇宙混沌膨胀计算引出"多重并存宇宙"理论--即宇宙为一永恒的、自我复制的、膨胀的宇宙。作者在本身结尾推出了他自己的多重宇宙论-避免了大爆炸理论中初始奇点的不可解释的谜团：引力内爆产生的云团导致了高温高密度火球的形成，并在内爆过程中产生了基本粒子，高压下火球的大爆炸引发了宇宙的诞生、演变及膨胀；作者的理论全部以现存的物理原理为基础，对宇宙的起源提供了第一个完整的解释。

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