什么是暗能量?暗能量和显能量等价吗?(什么叫暗能量)

能量的本质是物质和力的配合。力只有两种，都是长程力，就是电磁力和万有引力。短程力不存在，因为不符合距离平方反比关系。传播出去的力，不可能停止和退回来。能量就可以分为两种，电磁力能量和万有引力能量。化学能属于电磁力能量，水力发电核聚变属于万有引力能量。

由显物质和力配合而成的能量就是显能量，由暗物质和力配合而成的是暗能量。是等价的，但是有区别，暗物质缺少电磁力，只有万有引力。暗能量只有万有引力能量，暗物质看不见，暗能量就难已发现。

暗物质是什么呢？是中子和中子组成的中子团。没有带电粒子，缺少电磁力只有万有引力，不能组成原子分子，不能组成物体，不能产生电磁波，不会发光不反光，看不见。中子和中子团密度极大，体积非常小，以晕状分布，非常透明，连影子都没有，是名符其实的暗物质。

暗物质之间，暗物质和显物质之间能通过万有引力相互作用，有势能和动能，这就是暗能量。暗能量可以通过显物质表现出来，有待我们去发现。

暗能量是宇宙的主要组成部分（占69.4％）。宇宙的其余部分由普通物质和暗物质组成。与两种形式的物质相比，暗能量在时间和空间上相对均匀，并且在其占据的体积内在引力上具有排斥力，没有吸引力。暗能量的性质仍未得到很好的理解。

• 图注：哈勃太空望远镜在1997年观察到的三个遥远的Ia型超新星。由于Ia型超新星具有相同的光度，因此可用于测量暗能量及其对宇宙膨胀的影响。 底部图像是上部宽视图的详细信息。 左和中部的超新星发生在大约50亿年前。 正确的是，七十亿年前。

一种宇宙排斥力最初是由爱因斯坦（Albert Einstein）于1917年提出的，并以“宇宙常数”一词来表示，爱因斯坦不情愿地将其引入广义相对论中，以抵消引力的吸引力并解释了 假定为静态的宇宙（既不膨胀也不收缩）。

美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）在1920年代发现宇宙不是静止的而是实际上正在膨胀后，爱因斯坦将这个常数的增加称为他的“最大失误”。 但是，宇宙质量能量预算中测得的物质量太少了，因此需要一些未知的“缺失成分”，就像宇宙学常数一样，来弥补这一缺陷。1998年首次提出了存在这种被称为暗能量的成分的直接证据。

• 图注：美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）。

暗能量是通过其对宇宙膨胀速率的影响以及对引力不稳定性形成的大型结构（例如星系和星系团）的速率的影响来检测的。膨胀率的测量需要使用望远镜来测量在宇宙历史中以不同大小比例（或红移）看到的物体的距离（或光传播时间）。这些努力通常受到难以精确测量天文距离的限制。

由于暗能量与引力作用相反，更多的暗能量会加速宇宙的膨胀并阻碍大型结构的形成。一种测量膨胀率的技术是观察已知亮度的物体（例如Ia型超新星）的视在亮度。1998年，两个国际团队使用这种方法发现了暗能量，其中包括美国天文学家亚当·里斯（Adam Riess）、索尔·珀尔默特（Saul Perlmutter）和澳大利亚天文学家布赖恩·施密特（Brian Schmidt）。

• 图注：宇宙加速膨胀。

两支队伍使用了八架望远镜，包括凯克天文台和MMT天文台的望远镜。当宇宙仅是其当前大小的三分之二时爆炸的Ia型超新星是微弱的，因此比没有暗能量的宇宙更远。这暗示着宇宙的膨胀速度现在比过去更快，这是当前暗能量占主导地位的结果。 （在早期宇宙中，暗能量可以忽略不计。）研究暗能量对大规模结构的影响涉及测量由星系形状引起的微小变形，这些变形是由空间物质通过空间物质的弯曲而引起的，这种现象被称为“弱透镜”。

在过去的数十亿年中的某个时刻，暗能量在宇宙中占主导地位，从而阻止了更多星系和星系团的形成。“弱透镜”揭示了宇宙结构的这种变化。另一种度量方法是对宇宙中星系团的数量进行计数，以测量空间的体积以及该体积的增长速度。大多数暗能量观测研究的目标是测量其状态方程（其压力与能量密度之比），其性质的变化以及暗能量提供引力物理学的完整程度。

• 图注：威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）制作的全天候地图显示了宇宙背景辐射，即距今130亿年前的婴儿宇宙发出的微波非常均匀的辉光。 颜色差异表明辐射强度的微小波动，这是早期宇宙中物质密度微小变化的结果。 根据通货膨胀理论，这些不规则现象是成为星系的“种子”。 WMAP的数据支持大爆炸和通货膨胀模型。

在宇宙学理论中，暗能量是爱因斯坦广义相对论场方程应力能张量中的一类广义分量。在这个理论中，宇宙的物质能量（用张量表示）和时空的形状有着直接的对应关系。物质（或能量）密度（正数量）和内部压力都对一个组件的引力场有贡献。当常见的应力能量张量（如物质和辐射）通过弯曲时空提供吸引引力时，暗能量通过负内压产生排斥引力。如果压力与能量密度之比小于-1/3，则对于具有负压的组件，该组件将具有引力自斥力。如果这样一个组成部分主宰宇宙，它将加速宇宙的膨胀。

• 图注：宇宙的物质能量含量。

对暗能量最简单和最古老的解释是，它是一种空的空间固有的能量密度，或“真空能量”。从数学上讲，真空能量相当于爱因斯坦的宇宙学常数。尽管爱因斯坦和其他人拒绝了宇宙学常数，但基于量子场论，现代对真空的理解是，真空能自然地产生于量子涨落的总和（即，产生并随后不久相互湮灭的虚拟粒子-反粒子对）空的地方。

然而，观测到的宇宙真空能量密度为每立方厘米约10^(-10)ergs；量子场论预测值为每立方厘米约10^110ergs。这种10^120的差异甚至在发现弱得多的暗能量之前就已经知道了。尽管尚未找到解决该问题的基本方法，但已经提出了概率解决方案，其受弦论和可能存在大量不连续宇宙的启发。在这种范式中，常数的意外低值被理解为是由于有更多的机会（即宇宙）出现常数的不同值，以及随机选择一个小到足以形成星系（从而恒星和生命）的值。

暗能量的另一个流行理论是，它是一种由动力场势能产生的瞬态真空能。这种被称为“精华”的暗能量形式会在空间和时间上发生变化，从而提供了一种可能的方法来将其与宇宙常数区分开来。它的机制（尽管在规模上有很大的不同）也与大爆炸膨胀理论中所引用的标量场能量相

暗能量的另一个可能解释是宇宙结构中的拓扑缺陷。在时空固有缺陷（如宇宙弦或宇宙壁）的情况下，宇宙膨胀时产生的新缺陷在数学上类似于宇宙常数，尽管缺陷状态方程的值取决于缺陷是弦（一维）还是壁（二维）。

也有人试图修改引力来解释宇宙学和局部观测，而不需要暗能量。这些尝试引发了对整个可观测宇宙尺度上广义相对论的背离。

理解有无暗能量或无暗能量加速膨胀的一个主要挑战是，说明暗能量密度和暗物质的密度在一定程度上有所不同，这是近来出现的（近几十亿年来）暗能量密度与暗物质之间的近似相等。 （对于在早期宇宙中形成的宇宙结构，暗能量必定是无关紧要的。）这个问题被称为“巧合问题”或“微调问题”。理解暗能量的性质及其许多相关问题是现代物理学中最艰巨的挑战之一。

回答了什么是暗能量，现在在回到题干。首先，暗能量还没有找到实际的候选者，目前还只是一个理论假设能量，我们只知道暗能量部分性质，最主要的性质是存在排斥力，这跟题干所说显能能量是有区别的，所谓的显能量即正常能量，正常能量具有吸引和排斥能力，所以说暗能量与正常能量不等价。

宇宙不存在暗物质，暗能量，它们都是为了解释可视宇宙自身引力对空间弯曲所造成的天文现象而假想的替代产物。就像当年为了解释地心说而假想的行星的本轮，均轮一样，最后都将被证明是错误的。现在天文学由于哈勃提出的宇宙膨胀理论和后来人们提出的宇宙诞生于137亿年前的大爆炸学说而出现的错误已严重的影响了科学的发展。现在有充分的天文观测证据证明可视宇宙没有膨胀，宇宙不是诞生于137亿年所谓的大爆炸。

人类对宇宙的研究表明：27%的宇宙是由暗物质组成的，暗物质就像胶水一样把所有物质连接在一起。新的一项研究发现，一部分暗物质正在消失，而导致他们消失的原因则是暗能量。 暗能量很有可能在消耗着暗物质，如果这一推论正确那这种现象将对宇宙的未来产生重大的影响。相关结果已经发表在了物理学评论快报上。

暗能量和暗物质并不会吸收、反射或者辐射光，所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。于是研究测试它们的性质变得十分困难。天文学家们一直以来通过观测一些宇宙结构和物质受引力的影响以及能够探测到的辐射来研究这一概念。

这项研究是基于宇宙时空的基本性质。在宇宙层面上来看还能揭示它的命运。如果暗能量真的持续吞噬暗物质的话，那我们的宇宙最后就会成为一个近乎绝对的虚无。暗物质在宇宙中的作用就相当于一个框架，如果不是因为暗物质我们所见到的星系们就不会在今天的位置。研究表明暗物质很可能在被消耗，我们宇宙框架的成长随之变慢。

约二十年前，一项研究表明我们的宇宙正在膨胀，而膨胀的速率不是恒定或减慢，而是在加速。这项研究在2011年被授予了诺贝尔物理学奖。 学者们认为暗能量的密度可能是一种宇宙常量，而真空则提供了宇宙膨胀的动力。

通过研究许多不同的资料，研究小组比较了宇宙的膨胀规律。他们认为暗能量吞噬暗物质可以作为宇宙加速膨胀的解释。而传统的标准模型对这一现象并不能给出合理完整的解析。

当然并不是所有学者都对这一猜想买账。自从二十世纪九十年代天文学家们达成了某种现象或者物质正在导致宇宙加速膨胀以来学术界对这个问题就一直争论不休。而人类的数据库并不足以让任何假设得到充分的证实。虽然这次学术界提出的猜想很可能正确并正在成为天文学界进一步研究的方向，但是显然对于宇宙真相的认知我们人类还差之甚远

根据E=h*v ，h是普朗克常数，v是光子的频率，可知:

光子的能量与其频率成正比，

频率越低，则光子的能量越小，

由威尔金斯微波背景辐射图可知，宇宙的能量都集中在看不见的微波频段，

故称为‘暗能量’

本民科认为:

暗能量有两个来源:

1. 总星系大爆炸后，没有转变成物质的能量，历经数百亿年的扩张，被空间稀释的能量，

2. 总星系中，数百亿计的物质星系一直在向周围空间释放的能量。

当总星系中的所有星系能量全部都释放完毕后，总星系中就剩下了（亿万星系黑洞的）质量和（暗）能量，重返没有物质存在的原始状态，等待下一轮的大爆炸再次发生!