宇宙的命运取决于什么？暗能量的性质！

宇宙中有数十亿个星系和数万亿颗恒星，还有无数的行星、卫星、小行星、彗星、尘埃和气体云。所有这些天体的组成元素是什么？他们从哪里来？

氢是宇宙中最常见的元素，其次是氦，氦几乎构成了所有的常规物质。然而，常规物质只占宇宙的一小部分，大约5%。宇宙的其余部分是由看不见的东西组成的，只能被间接探测到。

大多数是氢

这一切都始于大约138亿年前的一次大爆炸。那时，温度和密度极高的材料突然向四面八方迅速膨胀。几毫秒后，中子、质子、电子、光子和其他亚原子粒子形成了一个新的宇宙。它们在大约1000亿开尔文的温度下持续碰撞，并以高速运动。

元素周期表中所有已知的元素，以及宇宙中的每个天体，从黑洞到大质量恒星到太空尘埃，都是在大爆炸期间产生的。我们甚至不知道在如此炎热和稠密的环境中是否有适用的物理定律。

大爆炸后约100秒，宇宙温度降至10亿开尔文，仍在沸腾。大约38万年后，宇宙冷却到足以让质子和中子聚集在一起形成锂、氦和氢同位素氘，而*电子被捕获形成中性原子。

因为早期宇宙中有许多质子，氢作为最轻的元素，只有一个质子和一个中子，成为最丰富的元素，占宇宙原子的近95%。根据美国宇航局的研究，宇宙中近5%的原子是氦。大爆炸后约2亿年，第一颗恒星形成，其他元素产生，这仅占宇宙中剩余1%常规物质的一小部分。

不可见粒子

在大爆炸期间，还有另一种看不见的东西:暗物质。然而，科学家无法解释暗物质以何种形式出现，因为我们还没有探测到这些粒子。

在宇宙学中，暗物质不能通过电磁波观测来研究，即不与电磁力相互作用的物质。目前，科学家只能通过引力效应推断宇宙中存在大量暗物质。因此，目前还不能直接观察到暗物质，但我们可以从宇宙中的第一束光，即宇宙微波背景辐射中发现暗物质的微小波动，并获得相关信息。科学家在20世纪30年代首次提出暗物质的存在，认为暗物质通过不可见的引力将快速移动的星系团聚集在一起。

几十年后，在20世纪70年代，美国天文学家薇拉·鲁宾在研究恒星旋转速度时，发现了更多暗物质存在的间接证据。她发现星系外的速度比理论上预期的要快得多，所以她推测可能有相当多的暗物质阻止这一部分因离心力过大而脱离星系。

根据科学家的发现，天体物理学家计算出暗物质——即使不可见或不可测量——应该构成宇宙的一大部分。大约20年前，科学家在宇宙中发现了比暗物质更奇怪的东西:暗能量。在宇宙的构成中，暗能量被认为比常规物质或暗物质丰富得多。暗物质可能由新粒子组成，而不是一个(或几个)标准粒子物理模型。暗物质和暗能量的研究是现代物理学和粒子物理学的一个重要课题。

不可抗拒的力量

暗能量假说是宇宙加速膨胀的最普遍解释。暗能量的发现源于科学家们想知道宇宙是否会加速膨胀、减缓膨胀甚至向内坍缩。

当研究人员进行他们的研究时，他们发现宇宙不是向内坍缩，而是以前所未有的速度向外膨胀。研究人员得出结论，一种被称为暗能量的未知力量正在推动宇宙膨胀并加速其动量。这些发现为物理学家亚当·里斯、布莱恩·施密特和索尔·佩尔穆特赢得了2011年诺贝尔物理学奖。

科学家发现，暗能量占宇宙的70%至75%，而暗物质约占20%至25%，而所谓的常规物质——我们实际能看到的——估计只占宇宙的不到5%。事实上，暗能量不是真正的能量。在爱因斯坦的理论中，能量是指所有具有引力效应的事物，包括常规物质、反物质、光和暗物质。相反，暗能量没有引力效应。它加速宇宙膨胀的效果有时被称为“重力排斥”，这使星系彼此远离。

2010年，科学家发现72.8%的宇宙物质是暗能量，22.7%是暗物质，4.5%是常规物质。2013年，普朗克卫星的数据是68.3%的暗能量，26.8%的暗物质和4.9%的常规物质。

考虑到暗能量约占宇宙的四分之三，理解暗能量无疑是当今科学家面临的最大挑战。尽管暗能量在过去的宇宙进化中没有发挥重要作用，但它在未来将发挥主导作用。因此，宇宙的命运取决于暗能量的性质。