第六章 我们谈一谈暗能量

第六章  我们谈一谈暗能量

 

6.1暗能量的横空出世

 

通过前面的内容我们已经知道，物理学家或天文学家通过估测银河系等星系的物质总量，以及星系中恒星运动的速度的矛盾，想象推测出暗物质的存在。还有若干独立证据显示有暗物质的存在。暗物质参与万有引力活动，因为暗物质本身就是通过万有引力推测想象出来的。不参与电磁力作用和强相互作用，科学家想象以及通过新理论认为暗物质应该会参与弱相互作用，这只是想象或理论，暂时还没有证据。不过，科学家已经通过假设暗物质参与弱相互作用而设计了一些探测方案，来间接探测暗物质的存在，比如我国的悟空卫星。如果真能间接探测出暗物质存在的话，这不仅间接证明了暗物质的存在，自然也显示了新理论的正确性，以及证实了暗物质确实参与弱相互作用。如果暗物质不参与弱相互作用，我们就无能为力了，暗物质也许就永远发现不了了。

1998年，美国加州大学伯克利分校（UCBerkeley）物理学伯克利国家实验室（LBNL）科学家索尔皮尔姆特（SaulPerlmutter），以及澳大利亚国立大学布赖恩施密特（BrianSchmidt）分别领导的两个小组，通过对Ia型超新星（标准烛距）观测发现，远离银河系的星系在以越来越快的速度远离我们。而不是随着万有引力的作用，远离银河系的星系远离我们的速度在逐渐缩小或基本不变。正是这种事实，让人大伤脑筋。这需要万有斥力的出现，才能解决这种我们知道的新情况。

既然需要万有斥力，那么万有斥力自然会到来，拥有负压本领的暗能量概念横空而出。为了不与银河系的万有引力作用相矛盾，暗能量需要均匀分布于整个宇宙空间，且有一定的分布密度，其分布密度是可见物质和暗物质分布密度之和的三倍左右。这样才能保证在太阳系或银河系内，以及星系团之间表现出引力作用，而在更大距离的情况下，星系之间表现为排斥力。

  这应该也容易理解，暗能量均匀分布，暗能量对可见物质或暗物质的单位面积的作用力即压强全宇宙都一样的。由于万有引力与距离的平方成反比，距离倍增，引力减少到之前的四分之一。在银河系这样的尺度内，引力衰竭不大，表现为明显的引力效果。就是扩大到星系团这样的范围，引力效果虽然减少明显，但是暗能量的斥力依然没有引力大。但是，随着星系之间距离的继续增加，引力效果快速减少，而暗能量的斥力依然稳定不变，这意味着总有一个距离门槛，暗能量的斥力将与万有引力相等，然后随着星系距离的继续增大，暗能量的斥力超过了引力。随着距离的继续增大，引力效应继续下降，暗能量的斥力效应逐渐增大，最终，暗能量的斥力增大到接近最大水平，此时引力几乎接近于零。此后，斥力基本不再随着距离增大而增大了，维持稳定的某个水平。

如果暗能量是恒定均匀分布的，且总量守恒，这意味着暗能量分布密度会随着宇宙的膨胀而下降。比如，在宇宙半径只是现在宇宙半径一半的时候，暗能量密度是现在的八倍，斥力自然是现在的八倍。

大尺度宇宙在暗能量的作用下，只要是相距遥远的星系，都处于相互远离状态，并且是逐渐加速相互远离，无论是从何种角度看都是如此。因此，星系的相互远离，是没有中心可言的。也就是说，从任意星系看，只要是距离这个星系较远的所有星系，都是逐渐加速远离的，并且是相距越远，远离的速度越大。没有中心可言。但是对于近距离的星系或星系团，或归属于自己星系团的星系或星系团，是逐渐靠近的，汇集的，趋于集中化的。这适合于所有星系，所有星系的近距离星系都是趋向靠近的。即小尺度下，星系是靠近的，大尺度下，星系是趋向远离的。不过，这并不矛盾。只要是近距离的星系，都是具有靠近趋势的，这毫无疑问。道理很简单，既然是近距离星系，必然归属于同一个星系团或同一个大型星系团，本身就是一个相互靠近的星系体系。

相邻星系或星系团不一定是近距离星系或星系团，也许中间隔着直径几亿光年的质量空洞。这些隔着空洞的星系或星系团虽然相邻，但是相距遥远，趋向于汇集的可能性不大，大概率的会趋向分离。因此，宇宙在暗能量的作用下，大尺度区域的星系或星系团趋于远离或加速远离，小尺度区域内的星系或星系团趋于靠近。按照这个趋势，小尺度区域的物质分布会越来越集中，物质密度趋于增大，宇宙大尺度物质密度趋于减小，物质分布越来越稀疏。物质趋于集中或分散在不同尺度同时进行着，这就是暗能量设想模式下的宇宙。

这个模式的暗能量的设想，在太阳系内，由于暗能量非常弱小，几乎没有影响，不需要考虑暗能量因素。在银河系或星系团尺度，暗能量虽然远没有引力作用大，但应该会表现一些作用的，不过，此时可以通过设想的暗物质分布数量来弥补其影响。

著名的哈伯定律早已经指出，距离我们越远的星系远离我们的速度越快，这为宇宙大爆炸理论提供了灵感和证据。只是当时的以及后来的科学家通过球形的宇宙大爆炸模型认为应该是距离银河系越远的星系远离银河系的速度越快，是可以理解的。没有多想。事实上人们总是倾向于美好的现实，不想打破已知的认识。只是后来人们对不同位置的超新星光线的红移情况，进行了细致地研究以后，再次明确了哈伯定律，才进行了深思，产生了暗能量的概念。

在宇宙形成初期，存在一种超光速膨胀现象，这个不知道是怎样解释的。现在的宇宙膨胀属于暗能量作用下的膨胀。

暗物质和暗能量概念逐渐得到了越来越多的认可，更多的科学家开始接受这两个概念。量子力学和相对论似乎都没有涉及这两个概念。我们已经知道的物理理论也难以理解暗物质或暗能量。因此这被称为21世纪物理学大厦上空的两朵乌云，与20世纪初物理学大厦上空的两朵乌云如此类似。相对论预言的引力波得到了直接证实，这进一步地体现了相对论的正确性，但是相对论与量子力学依然是不相容的，却各自在自己的领域内都是正确的，这是困扰物理学家近百年的问题。

看来，物理学实际上是面临三大问题，暗物质和暗能量以及量子力学与相对论的融洽。估计物理学的大发展可以一并解决这三个问题，看起来很复杂的问题，也许真的不算复杂。待到理论获得创新以后，我们也许会恍然大悟，哦，原来如此！

 

6.2空间膨胀的原因是什么

 

宇宙空间膨胀现象就是宇宙大爆炸以超光速膨胀，而最高速度是光速，超光速确实令人费解，自然是不可能的，人们只能通过让空间膨胀的设想来解决宇宙的超光速膨胀问题。

人们对宇宙初期空间膨胀的解释，不知道是如何解释的。对宇宙中后期的空间膨胀解释是暗能量的存在，是暗能量的负压强所致。其实宇宙前期的空间膨胀是不存在的，完全是一种感觉，自然就不存在所谓的空间膨胀原因了。

根据广义相对论的时空原理，时空来源于物质，什么样的物质分布决定什么样的时空状况。物质分布决定引力场状况，引力场状况决定时空状况。引力场强度弱的地方，时空稀疏，引力场强度大的地方，时空稠密。光线在不同引力场运行的速度是不一样的，引力场强度越大，光线运行的速度就越慢。

宇宙大爆炸阶段，宇宙物质被稀释着，引力场强度逐渐降低着，光子运行速度随着引力场强度的减弱而增大。我们银河系应该并不是宇宙的边缘，现在也许并不是宇宙大爆炸阶段，或许已经进入宇宙大收缩阶段，只是我们还没有感觉到而已。以地球表面现在的时空尺度，也就是以地球表面现在的光速为基础衡量宇宙时空，我们感觉宇宙存在空间膨胀现象。比如，在星系群与星系群之间的广袤空隙之处，那里的引力场强度会小一些，光子在那里的运行速度会快一些，也就是我们感觉那里空间膨胀了。

根据宇宙大爆炸理论，宇宙应该存在自己的中心区域，我们地球应该不会那么巧合，处于宇宙中心区域，也不会那么巧合处于宇宙边缘区域。以我们地球距离宇宙中心为半径，这个区域之外的区域，引力场强度应该会偏小一些，光速应该会偏大一些。以我们地球表面的时空度量，我们自然会感觉这个区域的空间是膨胀的。

在宇宙中某些区域，比如黑洞周围区域，这里的时空更稠密，光子运行速度会较慢，以这里的时空标准度量整个宇宙，会感觉到宇宙时空膨胀得更厉害。

而在星系群间隙的物质空虚之地，光子运行的速度较快，以这里的时空标准度量宇宙，应该会得出宇宙空间收缩的结论。时空膨胀是由于光子在不同空间的速度差异所带来的一种感觉，同理，光子在不同空间的速度差异还会带来时空收缩的感觉。总之，时空膨胀或时空收缩是一种感觉，而不是一种物理机制。

其实空间膨胀带来的速度感觉效应，以及对光线频率的影响，不应该用多普勒效应解释，而应该用引力效应来解释。空间膨胀带来物质密度下降，进而产生引力红移效应。

 

6.3空间膨胀的本质是什么

 

许多人根据一些道理或理论推测宇宙大爆炸后的宇宙膨胀速度超过光速，这就是空间的膨胀所致。如果宇宙物质向四周扩散的速度不超过光速，近140亿年的宇宙，半径自然是不会大于140亿光年，而一些人认为或推测我们的可见宇宙半径可达几百亿光年，直径900多亿光年。当然，这只是可见宇宙的大小，在可见宇宙外面也许还有更大的空间或更多的物质属于我们这个宇宙，只是距离我们银河系太远，可见宇宙之外的物质无法影响到我们，我们也观测不到。总之，我们的宇宙如此之大，而我们宇宙诞生的时间似乎争议不大，这只能显示我们的宇宙空间膨胀了，是空间膨胀，与物质扩散带来的膨胀不是一回事。现在我们继续探讨，宇宙空间膨胀的原因或本质是什么？

我不知道别人是怎样解释初期宇宙的空间膨胀的，但我们根据相对论原理应该是可以解释或理解空间膨胀的。根据广义相对论，我们只说空间是不恰当的，应该是时空，也就是时间和空间的融合。时空来源于物质，物质产生了时空。我们的时空密度与物质密度具有一致性，局部地区的时空密度取决于局部地区的物质密度，极为致密的物质密度对应着也许是同样致密的时空密度。时空密度决定时间的运行速度，在致密的时空区域，时间运行极为缓慢。时空密度决定空间密度，比如决定空间的长度或空间单元的体积，在致密的时空区域，空间单元的体积极小，空间单位长度也极小，比如，同样的一千米，在致密空间其长度是极小的。

以任意某一时空的时间为参照，单位时间内，光子可以跨越N个时空单元。不同时空的时间根源于光速的稳定性，这个光速的稳定性是指单位时间内，光子穿越的时空单元数量的稳定性。由于不同时空的时空单元密度不一样，这带来了不同时空时间运行速度的差异。时空单元致密（时空致密）空间的时间运行速度很慢，时空单元稀疏空间的时间运行速度快。

由于光速稳定地对应着时空单元，单位时间内光子要运行固定的时空单元，时空单元稀疏的地方，单位时间内光子运行的距离就长一些，时空单元稠密的地方，单位时间内光子运行的距离就短一些。在时空单元稠密的地方，光子运行同样的距离，所穿越的时空单元就多，需要的时间就长，给我们的感觉就是这里的时间运行较慢。在时空单元稀疏的地方，光子运行同样的距离，所穿越的时空单元就较少，需要的时间就短，给我们的感觉就是这里的时间运行较快。

宇宙大爆炸就是宇宙物质稀释的过程，就是时空单元稀释的过程，也就是所谓的空间膨胀过程。按照笔者暂时的理解，应该是这样的；处于宇宙空间单元稀疏的区域，由于自己客观具备的单位长度是较长的，也就是用自己刻度单位较长的尺子测量这个宇宙，应该会感觉到空间是收缩的，而不是膨胀的，处于宇宙时空单元相对稠密的区域，才会感觉到宇宙空间是膨胀的。

 

6.4星系红移也许主要是引力红移效应

 

 距离我们越远的星系，其来到地球的光线红移量就越明显，用光线的多普勒效应公式，可以计算出其运动速度，自然是红移越明显，用多普勒效应公式计算出的星系运动速度就越大。即距离银河系越远，星系远离我们的速度就越快。

问题是，如果远离我们的星系的红移不是由于运动速度所致，而是由于引力红移效应所致，结果会如何呢？结果，我们应该会得出另一个结论。

我们知道，远离我们的星系发出的光线来到地球，需要几千万光年，几亿光年，甚至几十亿光年或上百亿光年。什么意思呢？就是这些光线基本是几千万年前、几亿年前、几十亿年前或上百亿年前发出的光线。

如果我们的宇宙是逐渐膨胀的，或膨胀速度在引力作用下逐渐减小。如果我们的宇宙到现在还处于缓慢膨胀状态，那么，几千万年前、几亿年前、几十亿年前或上百亿年前的宇宙膨胀速度会更快。这意味着我们的宇宙是物质逐渐被稀释的宇宙，即引力场强度逐渐减小的宇宙。

我们还知道，光线从质量稠密区域，进入质量稀疏区域，会产生引力红移现象。或者说，宇宙的膨胀带来的物质稀疏现象，会导致宇宙里面传播的光线出现引力红移现象。并且，光线引力红移程度与物质逐渐稀疏程度有关。

宇宙膨胀意味着宇宙密度减小，等效于宇宙物质离开光线，或光线离开物质。光线离开物质，光线需要克服物质的引力作用，失去一部分能量，即频率降低一些，这就是光线的引力红移。反之，会产生光线的引力蓝移，即光线频率增加。

几千万年前发出光线，来到我们地球，这几千万年内，宇宙物质稀释了一点，光线出现引力红移是应该的，正常的。几亿年前发出的光线，那时的宇宙自然是会更小一些，物质密度更大一些，现在，宇宙物质被稀释的程度就较大了，引力红移现象就较为明显了。几十亿年前，甚至上百亿年前，那时的宇宙要明显比现在的宇宙小，物质密度远比现在大，那时的光线运行到现在，引力红移效果尤为明显。

在宇宙大爆炸初期，宇宙物质密度很大，引力作用很大，此时宇宙膨胀一点，引力强度的下降量较大，意味着强烈的引力红移效应。此后，宇宙膨胀带来的引力红移效应会逐渐减弱。因此，光线的引力红移现象，并不是随着时间的古老而均匀增加的，而是与时间成强烈的正向关系，比如也许与时间的平方成正向关系，甚至更强烈的正向关系。即距离我们越远的天体，其引力红移就相对特别明显或特别强烈。

比如，100亿年前发出的光线，在宇宙中前进。如果其经过的区域的物质密度不变，这个光线的频率就不会变化。如果经过的区域物质密度下降，光线的频率就会降低。反之，光线频率就会上升。100亿年来，宇宙已经膨胀许多，物质密度下降很多，100亿年前发出的光线，频率自然会下降不少。

可见，我们确实不能武断地认为，远离我们的星系的光线的红移就是由于多普勒效应所致。我们应该尝试一下，远离我们的星系发出的光线的红移有可能是由于引力红移现象所致。如果我们换一种思路，我们也许会豁然开朗，让我们困惑的暗能量不需要了。这么好的事情，我们确实应该尝试一下。

在本书的前面内容中，曾经大致提到过科学家对宇宙微波背景辐射的各向异性的研究数据，即穿越物质空洞的宇宙微波背景辐射的频率偏低一些，这显示物质密度对电磁波的影响。因此，宇宙的膨胀，会对电磁波产生明显的频率影响。有兴趣的话，我们可以认真探讨一下。

暗能量概念并不是一无是处，确实可以解释距离我们遥远的星系在加速远离我们这种现象。实际上，光线的多普勒红移是相对的，越遥远的星系的多普勒效应就越明显，这显示我们之间的相对速度就越大。不过，这并不是说，距离我们遥远的星系在高速运动，也许是我们的星系在高速远离距离遥远的星系，也就是说，是我们的星系或星系团在高速运动。这是运动的相对性，因此，根据多普勒效应的光线红移确实不好判断究竟是谁在运动，只是能判断二者在相互远离。因此，用暗能量这种负压的神秘东西解释星系之间相互远离，就比较方便了，把问题简单化了，成为部分科学家的最爱。究竟是否符合宇宙的实际情况，这就不好说了。

 

6.5引力红移公式

 

可能是科学家通过广义相对论的时空弯曲推导出的引力红移公式

Δv为光子频率变化量，V0为光子的初始频率。G为万有引力常数，M为天体的质量，R为天体的尺度半径。

光子具有能量E=hV,h是普朗克常数，V是光子频率。根据质能公式E=mc²，得到光子质量为m=E/c²=hV/c²，c为光速。根据引力势能公式Ep=-GMm/R，可以知道质量为m的光子从某个天体逃逸到无限远处，引力势能的变化Ep=-GMm/R，把m=E/c²=hV/c²代入引力势能公式，得到Ep=-GMhv/Rc²，Ep就是这个光子的引力势能改变量，或者说就是这个光子的能量改变量。根据公式E=hV，变形得到光子频率V=E/h，h是常数，可见光子频率与能量成正比关系。

光子在引力场作用下的能量改变量就是光子频率改变量，光子频率改变量为vp，vp=Ep/h，初始频率为V，V=E/h因此，vp/V=Ep/E，代入公式Ep=-GMhV/Rc²和E=hV，得到vp/V=Ep/E=-GM/Rc²，这与通过广义相对论时空弯曲推得的引力红移公式一样。我们只是运用了狭义相对论的质能公式和把光子看作是拥有一定质量的物质在引力场中的运动。这其实与机械能守恒原理是一样的，没有差异。我们得出这样的结论；光子的引力势能改变量与光子的质能改变量是一样的，与光子的频率改变量也是一样的。或者说，光子引力势能的增加量或减少量等于光子质量的减少量或增加量，也等于光子频率的减少量或增加量。通俗地说，光子引力势能增加多少，光子质量就减少多少，或光子频率就减少多少，反之亦然。

这样的简洁公式只适合弱引力场情况下的计算，原因很简单，我们已经非常明确地知道，光子在引力场中的位置变化，其质量会跟着改变。而我们用的引力势能公式Ep=-GMm/R，是通过万有引力公式得到的，是假设光子质量不变的情况下得到的公式。实际上光子的质量是随着位置改变而改变的，光子在引力场中所受到的引力自然会跟着改变，因此，引力势能公式Ep=-GMm/R需要改变。

这就产生了微积开引力红移公式

    对于弱引力红移天体，如太阳引力红移，光子质量m只变小了万分之几，可近似把光子质量m作常数处理来计算引力场对光子的作用力。但对于强引力红移天体，如类星体、脉冲星、白矮星等，光子质量m变小了5%以上，必须把光子质量m作为变量，需要用微积开引力红移公式。科学家用类星体SDSS、DR7数据统计分析，支持了微积开引力红移公式。 

微积开引力红移公式只是把光子质量作为变量进行了计算，原理与上面的把光子质量作为常数的引力红移公式没有什么差异，都体现了光子引力势能的变化量与光子质量或频率的改变量的对应关系。这不仅可以作为光子的红移公式，也可以作为光子的蓝移公式。我们完全可以进行逆向想象推理，比如，一个频率为v的光子从某星球A地向外逃逸到B地，光子频率减少到二分之一v，也就是光子的质量减少了一半。这个已经是频率二分之一v的光子如果可以从B地回到A地，除了光子运动方向发生改变以外，其他的比如光子频率会重新回归到v，这完全可以类似于机械能守恒原理。

适用于强引力场的微积开引力红移公式，似乎从来没有考虑广义相对论的强引力场下的时间运行速度变缓的理论。比如，科学家在研究远离地球的星系或类星体的红移的时候，需要考虑狭义相对论的接近光速情况下的时间运行速度变缓的理论。但是，在强引力场下，却似乎没有考虑广义相对论的这个理论。如果真的没有考虑（根据笔者对微积开引力红移公式的理解，应该就是没有考虑），并且微积开引力红移公式与观测数据很符合的话，这其实可以证实，引力红移并不是由于引力场导致的时间变慢，而输出了频率降低的光线。引力红移现象与引力场时间变慢没有任何关系，引力红移现象完全是引力势能的改变所致。

一些在网络上可以看到的解释，比如百度上的解释，就是把引力红移的产生归入引力场时间变慢所致，看来这是完全错误的，应该是误解。微积开引力红移公式清晰地显示了这种看法的错误。弱引力场下的引力红移现象，用引力场时间变慢似乎还可以解释光线红移现象，但这依然是错误的，只是歪打正着而已。因为引力红移程度与引力延迟效应都是与质量成正比的，这是解释引力红移时容易误解的根源。

我们根据这个引力红移公式vp/V=Ep/E=-GM/Rc²，感受一下引力红移现象。这个引力红移公式是从某个天体出来的光线的频率变化量与光线频率的比值。如果变形一下公式，把vp/V=Ep/E=-GM/Rc²变形为vp=-GMV/Rc²。可以看到，光子频率的改变量与光子初始频率V成正比，与需要逃逸的天体质量M成正比，与距离天体的半径R成反比。

继续感受公式vp/V=Ep/E=-GM/Rc²，在光线红移时，我们认为光线的最大改变量，要比光线本身的初始频率小，或极限情况下，等于本身的频率。当光线频率改变量等于光线初始频率时，红移公式vp/V=Ep/E=1=-GM/Rc²，这显示M/R=-c²/G，此时M/R是恒值常数，且M与R成正比关系，R其实就是史瓦西半径。在史瓦西半径内，就无法使用这些公式了。如果不考虑光子质量在引力作用下的变化，光子从史瓦西半径区域外围出发，来到无限远的地方，光子频率确实可以下降到无限接近于零。实际上，由于光子质量会随着频率下降而下降，光子从史瓦西半径区域外围出发，来到无限远的地方，光子频率并不会下降到接近于零。谁有兴趣的话，可以用微积开引力红移公式算一下。

宇宙大爆炸的物质趋向稀疏化，对光线频率的影响是很明显的，具体怎样得出这个情况下的光线引力红移公式，应该比较麻烦。谁善于搞这个，可以自己弄出来。我暂时还没有搞出来。但我们必须清楚，宇宙大爆炸初期的物质密度很大，其膨胀时的光线引力红移效果最强。随着宇宙大爆炸的继续，物质分布逐渐稀疏，继续膨胀的宇宙对光线的引力红移效果逐渐降低。也就是其对光线的红移效果是飞速下降的，现在的宇宙，物质密度已经很稀疏了，如果宇宙还在继续膨胀，对光线的红移影响已经很小了。因此，宇宙大爆炸对光线的引力红移影响，主要发生在宇宙大爆炸的初期。即宇宙微波背景辐射的引力红移量主要由这个时期的宇宙膨胀产生。

宇宙微波背景辐射的红移量是极大的，现在所剩余的2.7K的温度频率，只是最初频率的百亿分之一或千亿分之一。这些红移量几乎绝大部分发生在宇宙大爆炸初期。

 

6.6宇宙真的在加速膨胀吗？

 

哈伯定律早已指出，距离我们越远的星系远离我们的速度就越快，即远离我们的速度与远离我们的距离成正比。人们经过计算观测，已经得到了比较精确的哈伯系数。大致相当于每350万光年的距离71千米的速度变化，即远离我们的距离每增加350万光年，其远离我们银河系（地球）的速度可以增加约71千米。

1998年代科学家对la型超新星的研究得到了大量的或系统的更为准确的星系空间距离，发现遥远星系距离我们太阳系的距离普遍比之前通过其他方法得到的距离大。三组科学家得到了同样结论，数据翔实，说服力很强。按照正常情况，之前的观测数据也许不太准确，新的数据会纠正之前的数据。数据的偏差是随机性的，会有偏高的，也有偏低的。而科学家此次的观测数据显示之前的数据都是偏向同一个方向，这就值得深思了。

按照当时科学家的设想，宇宙大爆炸之后，随着万有引力的作用，星系膨胀的速度会逐渐减小。如果能体现在观测的数据中，应该会得到之前的数据普遍偏高的趋势。比如会得到新观测的星系距离数据普遍小于之前得到的星系距离数据。这是自然而然的预期，但是，实际情况却不是这样的，而是普遍的相反的情况。科学家只能硬着头皮得出遥远星系在加速远离我们银河系。这种结论震撼是巨大的，为了解释这种观测数据，暗能量概念横空出世。即暗能量概念是比较新鲜时髦的概念，才产生二十多年了，属于高大上的科学前沿内容。瑞典诺贝尔委员会似乎很想跟随这次很有可能正确的巨大科技前进事件，因此，在2011年把诺贝尔物理学奖给了1990年代后期研究超新星的三位带头科学家。

我对暗能量没有什么研究，我实在怀疑科学家能观测到遥远星系相差几十年时间而产生的距离差异。也就是说，我们真的有能力现在通过la型超新星的研究得出的遥远星系距离，对比20年前对la型超新星的研究得到的数据，两者会有差异吗？我们真的能感受到差异吗？毕竟根据哈勃定律，350万年时间，星系速度才相差71千米，几十年时间，星系速度会相差极其微小，我们根本观测不到这种差异的。因此，我估计，我前面理解错了。大概率的是科学家通过对la型超新星的研究得出了更为准确的遥远星系距离数据，以及遥远星系远离我们银河系的速度。应该是得出了类似哈勃定律的结论，这是从不同渠道得到的哈勃定律结论，进而得出了星系加速远离我们银河系的结论？

现在的问题是，真的是这样的吗？远离我们的星系，距离我们越远，远离我们的速度就越大，是否就能得到现在的宇宙星系在加速远离我们或宇宙在加速膨胀，这样的结论！大家认真想一想，是否真的能得出这样的结论。

我们现在得到的远离我们的星系或超新星的光线（电磁波）是这些星系或超新星之前辐射的电磁波，不是现在辐射的电磁波。这些星系现在辐射的电磁波还在路上传播着，我们未来才能接收到，这个未来也许是几万年，也许是几亿年或几十亿年甚至上百亿年。到这里，大家能想到什么呢？

比如，我们现在接收到的来自100亿光年之外的星系的光线，通过分析，知道这些光线产生了很大的红移。假如，通过红移程度（扣除引力红移因素），得到了这些光线来自速度为二分之一光速的星系的结论。这个速度确实可以很壮观，但是，我们必须明确，这个速度是这个星系100亿年以前的运动速度，而不是这个星系现在的运动速度。100亿年之前，宇宙大爆炸才过了三四十亿年，那时的星系膨胀速度当然应该比较大，那时星系辐射的光线红移程度自然应该比较大。我们现在得到的这些来自那时的光线，红移程度较大是很正常的，应该的。如果不是这样的，就不正常了。

再比如，我们现在接收到来自50亿光年之外的星系光线，也就是接收到了来自50亿年前的星系光线，那时距离宇宙大爆炸80多亿年，星系在引力作用下，膨胀速度逐渐下降，此时的星系速度比100亿年的星系膨胀速度慢，也是顺理成章的，必然的。

同理，接收到距离我们10亿光年的星系，星系膨胀速度相对距离50亿光年的星系小一些，是多么正常的现象啊！其光线红移较小是完全应该的、必然的。

结果是，我们接收到的光线，其发出的时间越早，光线红移量越大，星系较晚辐射出来的光线，红移量越小，这是天经地义的，很正常的现象。无法得出现在的宇宙星系在加速膨胀的结论。也许那些我们现在得到的来自100亿光年远的光线，辐射这些红移量很大的光线的星系，也许在现在这个时刻，这些星系在靠近我们银河系。只是这些星系发出的光线信息，这些没有红移的光线，近百亿年后才能来到银河系。

我们的结论是，哈勃定律和1998年发表的观测la型超新星的成果，都只是显示了宇宙大爆炸，并且是膨胀速度在引力作用下逐渐减小的宇宙大爆炸。

350万光年的距离差异，带来71千米每秒的红移速度差异。3500万光年就是710千米每秒的速度差异，3.5亿光年就是7100千米每秒的速度差异。35亿光年是7.1万千米的差异，70亿光年就是14.2万千米每秒的速度差异，105亿光年就是21.3万千米每秒的差异，三分之二的光速啊。接近光速只需要距离我们140亿光年，速度可以达到28.4万千米每秒。

可见，宇宙大爆炸也就是大致在140多亿年前产生，宇宙大爆炸理论符合这种速度变化规律。宇宙大爆炸时间（比如138亿年前产生宇宙大爆炸）推测应该不是通过这个模式得到的，不过，这也进一步印证了宇宙大爆炸理论的正确性。

这个情况应该会大概率的符合宇宙实际历程，实际上，引力红移效应也是必须要考虑的，引力红移效应究竟有多大，占比光线红移的比例如何，有待分析。

我们先解决一个小疑惑。如果远离我们的星系的光线红移是由于这些星系历史上高速运动所致，我们现在观测到的是历史上的光线红移情况。那么，按照正常逻辑，似乎应该会有红移的光线，也会有同样蓝移的光线，并且二者大致比例相当，红移或蓝移程度相当。毕竟，高速运动的天体发出的光线，在运动方向上是蓝移，相反方向是红移。但是，我们的观测结果并不是这样的，原因是什么呢？

原因应该是，如果我们地球在星系光线的蓝移方向上，这意味着我们地球在星系移动的方向上。地球与这个发出蓝移光线的星系会逐渐快速拉近距离，地球与这个星系的距离就会越来越小，地球现在所能接收到的这个星系的光线也就不会那么久远了。地球现在只能接收这个星系较近时期的光线。较远时期的光线，历史上的地球已经接收过了。只有红移星系的光线，地球才可以接收到比较久远的光线。这个解释可以蒙混过关吗？亲爱的读者们！

 

6.7万有引力现象也许根源于万有斥力

任何物质之间都有引力作用，引力大小与质量成正比，与二者之间距离大小的平方成反比，这就是万有引力定律。

我们可以认为物质之间可以相互发出引力线，引力线也是质量存在的一种形式，引力场或引力线也有质量。引力场有一定强度，强度有大小之分，我们似乎可以计算引力场的质量大小。基本可以这样认为，空间引力场质量的大小，在引力场强度一定时，与空间体积的大小成正比，与引力场的强度成正比，应该是这样吧？是不是这样无所谓，不涉及这个问题。暂时只研究空间引力场质量的大小，在引力场强度一定时，与空间体积的大小成正比。

一定质量的物质发出的引力线或引力场的状况如何呢？是不是引力线或引力场，从这个物质出发而终止于其他所有物质。或者说引力线或引力场从这个物质出发而不考虑其他的任何物质，只是向前发出，永无止境呢？这是两种不同的情况。

如果是永无止境地向前运动，只是碰到物质时，便有作用力，即引力。如果是这样的万有引力效果，与我们现在所感觉得一样，没有什么差别，与引力线或引力场从物质出发，而终止于其他所有物质的万有引力效果是一样的。

假设一千克的物质，向外发出的引力线或引力场，在不考虑其他物质的情况下，是永无止境的。发出的引力线或引力场是球形的，根据万有引力定律公式，遵循高斯定理，与电场的高斯定理类似。包围这个物质任意封闭曲面的引力线或引力场的通量相等，即这个物质发出的引力场或引力线具有的质量，质量大小与半径成正比。如果引力线或引力场能至无穷远，这一千克物质，所发出引力线或引力场的质量就是无穷大，按我们所具有的知识或道理，应该不能这样。

任意一点质量发出的引力线或引力场，所拥有的质量都可以达到无穷大，这不能被接受。即使引力线或引力场没有达到无穷远，所计算出的引力线或引力场的质量也是很大的。看来这个模式不妥，可以被抛弃了。就只剩下另一种可能了；引力线或引力场从任意物质出发，而终止于其他所有物质。这样，引力线或引力场所发出的距离长度就有限了，引力线或引力场，所拥有的质量就可以有限了，也许万有引力就是这样的吧！

引力线或引力场究竟是怎么回事呢？有人说，引力线或引力场其实就是引力子，物质之间的引力作用其实就是物质之间相互发出的引力子的相互作用。引力子是以光速运动的最小物质颗粒。这个最小的物质颗粒是万有引力的媒介粒子，其本身不受引力作用，这也是黑洞可以发出引力子的原因。

我们上面设想论证了这些物质发出的引力子是物质到物质的，不是乱发或随意发出的，所有的物质都向所有的物质发出引力子，其实就是任何物质之间都有联系。（引力子也是物质，物质之间的联系是通过引力子而实现的。引力子不能再发射引力子，引力子不能与其他物质联系，也不能与引力子联系，因此，引力子可以除外。）

可以发出引力子的物质与其他所有的可以发出引力子的物质，都可以相互交换引力子。大概是定时交换或平均定时交换，有点像放射性元素的衰变，是恒定的、概率的。物质的引力子相互交换的概率或频率恒定，与物质的运动状况无关，也不与任意两个可以发出引力子的物质之间的距离有关。不论任意可以发出引力子的物质之间的距离状况如何，它们都会有相同的概率，相互发出各自的引力子。换一种说法就是任意恒定的物质在单位时间内，所发出引力子数量的概率是相同的。一块任意恒定的物质，不论这块物质在哪里，单位时间内所发出的引力子的概率恒定。

任意可以发出引力子的物质，接受的引力子，与自己发出引力子的数量，在概率上相等。如果引力子是光速前进，那么物质之间相互发出的引力子就需要一段时间达到对方，这些物质之间引力子相互作用需要很长时间。这并不是说，物质之间的引力作用需要很长时间才能有作用，物质之间时刻都有相互作用力。原因是，所有物质来自同一个地方（宇宙大爆炸起点），在同一个地方的时候，物质之间就有作用力了，从物质相互分开到现在，物质各自的绝对速度都没有达到过光速。因此，在物质之间的连线上，物质相互发出的引力子从来没有中断过。物质发出的引力子，分布在物质的连线上，虽然并不一定是均匀地分布引力子，估计，引力子分布密度与物质的相对速度有关。

物质得到引力子，便会得到引力子所具有的动量及质量，物质发出引力子，便会损失引力子所具有的动量或质量，物质处于这种相互作用之中。如果从整个宇宙看，情况就复杂多了。在宇宙的边缘地带，也有大量物质。宇宙边缘地带的物质与其他地方的物质一样，拥有相同数量的引力线或引力场，也与所有的物质有作用力。宇宙边缘地带的物质发出引力线的方向都指向宇宙内部，宇宙中心的物质的引力线，指向四面八方。

宇宙边缘地带与宇宙中心物质，所受到的引力子的作用效果不一样。在宇宙边缘的物质，所接受引力子的方向指向宇宙外面，当然也接受了这些引力子的动量或质量，因此获得了向宇宙外面运动的速度。而宇宙边缘的这些物质本身发出的引力子，都是指向宇宙内部。从而使宇宙边缘的这些物质损失了，向宇宙内部方向运动的速度因子，向宇宙外部方向的运动速度因子会显露出来。

这些从宇宙边缘向宇宙内部发出引力子的效果，使这些宇宙边缘物质拥有了向外运动的速度。这些宇宙边缘物质得到的引力子，使它们获得了向外运动的速度。而自己发出的引力子也使自己获得了向外运动的速度。这两者的效果都一样，都是宇宙边缘的物质获得向外运动的速度，宇宙边缘的物质向外运动的速度会逐渐积累，向外运动的速度会越来越大。这大概可以解决，离我们越远的天体，离开我们的速度越大的困惑。原因是离宇宙中心越远的物质，向宇宙外面运动的速度就越大。我们地球大概处在离宇宙中心较近的地方。这个假设的结果之一是，宇宙膨胀的速度会越来越快，我们的宇宙是一个加速膨胀的宇宙。

既然宇宙物质是这样的，相互发出引力子而相互作用。为什么我们感觉到的是万有引力的作用效果呢？我们感觉的万有引力的引力线，可以穿透任何物质，因为我们从来没有考虑物质阻挡的问题，也许应该会有物质阻挡现象吧！为什么会没有呢？

如果物质之间可以相互发出引力子，可以相互接收引力子，不分彼此，必然会有阻挡效应。一个物质发出的引力子从来没有标明这是某某的，在引力子行走的路上，碰到谁就给谁。这个得到引力子的物质，也许还会把得到的引力子抛弃，抛弃的引力子就是这个物质所发出的引力子，或相当于他发出的引力子。

不管是发出引力子，还是吸收引力子，所有物质所遵循的规则都相同，不管是什么规则。

在宇宙中心物质受力平衡或基本平衡。假设宇宙中心的某个中子，这个中子与宇宙所有可以发出引力子的物质都有相互的引力子发射与吸收作用。由于处于宇宙中间，所平均发射与吸收的引力子数量基本相同，受力基本平衡。这个中子，会或上或下或左或右的摆动，位置是不稳定的，或称为波动。原因是它很难同时吸收，再同时发射一个引力子，即使同时吸收或发射引力子，引力子的方向也不相同。这个中子的位置或运动速度必然会有波动。这大概就是物质有波动性的原因，物质质量越小波动幅度越大。

还是假设这个中子，它基本受力平衡，如果附近有另一个中子，它应该也是受力平衡。两个中子之间相互发射并相互吸收各自相互发射的引力子，效果是，等效于这两个中子受到相互排斥的力。并且相互排斥地力的大小基本恒定，与两者之间距离没有关系。这个相互排斥的力是极小的，微不足道。这两个中子之间，真正有意义的作用是，它们可以相互阻挡并吸收那些来自其他物质所发射的引力子。中子有一定体积。每个中子发出的引力线数量都是一样的，它们都是以球形模式向外延伸，连接所有物质。此时需要引入一个引力线密度概念，既然每个中子所发出的引力线数量都相同，这意味着引力线数量由宇宙物质质量的多少决定。以每个中子的中心为球心，以半径为R的球面，那么球面上单位面积的引力线的密度与半径长度的平方成反比。

等质量的物质所发出的引力线数量相同，不论它是在宇宙边缘，还是在宇宙内部，因为引力线的数量由宇宙物质总量决定。

引力线应该是直线，不会绕弯子，其实就是引力子是直线前进。宇宙这么多物质，相互发出的引力线数量极大。即使一个最基本的可以发射引力子的物质，所发出引力线的数量也是极大的，无法统计。引力线的数量与宇宙物质的质量的平方成正比，宇宙物质质量基本恒定，不论最基本的物质处于宇宙的哪个部分，它发出的引力线数量都一样。宇宙内部空间的任意各点，引力线相互交织，宇宙最边缘的空间，引力线没有交织。从边缘往内部开始交织，越往内，交织越稠密。宇宙的中心是引力线相互交织最稠密的地方。

宇宙中心的一个中子，这个中子本身需要发出很多条引力线。这个中子有一定的体积，由于处于宇宙中心，有许多其它的物质相互发出的引力线，需要经过这个中子所处的空间，沿着这些引力线运动的引力子，也要经过这个中子所处的空间。这些引力子分不出彼此，一定会与这个中子相互作用，作用的结果是，这个中子吸收了这些引力子。如果这个中子不把这些引力子放出来，这个中子的质量会迅速膨胀，但是可能没有这种情况，我们基本上处于这个宇宙的中心或附近，我们这里的物质质量并没有增加的现象，可见，这个中子会把它吸收的引力子发射出来。

这个中子有两种引力子发射，一个是最基本的，与其他所有物质相互发射与吸收引力子。这种发射与吸收是固定的、概率的，依赖于宇宙物质的总量与性质。第二种情况是与这个中子所处的位置有关，由于这个中子拥有自己的体积，而阻挡其他物质相互发射的引力子。这个中子吸收这些引力子以后，又把它发射出去。

这些过剩的引力子大概是这样发射出去的；首先把这些过剩引力子吸收，这些来自不同方向的引力子带来的动量相互中和以后，那些没有被中和掉的动量，就转化成了这个中子的速度，带来这个动量的引力子就留了下来，成为这个中子物质的一部分。其他被中和掉的动量，带来这些动量的引力子，需要沿原路返回。

假如在距离这个中子某个距离处，有另一个中子，这两个中子将有何作用呢？上面说了，这两个中子之间不论远近都存在引力线，两个中子相互发射引力子，不论远近它们都有相同的作用力表现。并且这两个中子都发出相同数量的引力线，与所有的可以发射引力子的物质相联系。如果考虑阻挡效应，这两个中子可以相互阻挡对方给其他物质发射的引力子，也可以阻挡别的物质为对方发射的引力子，它们相互阻挡的作用效果相互抵消，形同没有阻挡。

如果我们考虑得更广一些，这两个中子可以阻挡其他物质相互发射的引力子。阻挡的引力子，绝大部分都相互抵消，又被发射了出去。有一类除外，就是那些其他物质发射的引力粒子，需要经过这两个中子的共同连线时（这两个中子占有一定的体积，这两个中子必然会阻挡这些经过它们连线的引力子，各阻挡一个方向）。这两个中子各自得到了这些引力子，导致这两个中子获得了向连线中心运动的速度，就是我们感觉的这两个中子像是有引力作用。可见，加以推广，就可以得出一个结论，在宇宙中心及附近，所有的物质之间都有这样的作用，像是有万有引力一样。

这样的阻挡效应与距离的关系是：假如这两个中子原来的距离为1，它们各自所阻挡的引力子也为1。现在把这两个中子的距离变为2，距离倍增。它们各自阻挡沿它们连线的其他物质相互发射的引力子会变为多少呢？中子的体积不变，但距离倍增。其实根据球面积的道理，距离倍增，球面积增加到原来的四倍，每个中子的体积并没有变，由于距离倍增，它们相互掩盖的面积就变成原来的四分之一了。因此它们相互阻挡的，沿它们连线的其他物质相互发射的引力子的数量就变成原来的四分之一。

同理可得，这两个中子所阻挡的，且可以吸收的引力子数量与中子之间距离的平方成反比，与万有引力的距离变化效果一样。质量倍增应该是更容易理解了，不再说原因了。物质之间相互阻挡的可以吸收的引力子数量与物质的质量成正比。在宇宙中心或附近，像是有万有引力一样，其实质是，这些物质阻挡的可以吸收的引力子的规律与万有引力类似。

在宇宙中心假如有一个质量或密度巨大的星球。这个星球受力如何呢？这个质量或密度巨大的星球内部的物质相互发射引力子，等效于相互排斥。假如这个巨大的星球很致密，内部的物质，发射的引力子根本出不来，外面的物质发射的引力子也根本进不去。这个巨大的星球的表面物质，必然会接受所有外来的引力子，并把这些引力子发射出去，这些表面物质必然会产生巨大的指向内部物质的压力，有巨大的斥力，而这个斥力由最外层物质的压力产生。

这个质量巨大的星球，假如质量倍增，从其他地方过来，新增加的这些物质，也必然带来这些物质所拥有的引力线。其他物质与这个质量巨大星球的物质，发出引力线的数量也会倍增。这些增多的引力线，引力线上的引力子，必然会给这个质量巨大星球的表面物质给予更大的压力。质量增多，看来压力也会增大，与万有引力一样。

如果我们处在宇宙中心，我们所测量的万有引力常数G的数值就不会变化，如果我们处于宇宙中心附近，由于宇宙物质会变得越来越稀疏，万有引力常数G的数值就会缓慢地减少。离中心越远，万有引力常数G的数值就减少得越快。在我们现在的宇宙里，宇宙中心的万有引力常数G的数值最大，离宇宙中心越远，万有引力常数G的数值就越小，到宇宙的边缘减小到零。在宇宙的中心有万有引力效应，在宇宙中心附近也有万有引力效应，只是小了一点，到宇宙的边缘，才开始没有了万有引力现象。

上面的内容也许就是万有引力的本质吧！还有许多困惑需要解决，不管是否正确，这也能解释一些问题。比如解释宇宙大爆炸，物质向外膨胀看来是必然的，无须再加一些其他东西了。原来的解释令人困惑，黑洞就出不来东西了，更多物质的聚合体，怎么会爆炸呢？

宇宙是统一的，道理不应该是这里适用，在那里就不适用了。上面的内容应该符合逻辑，至少我这样认为。这个被阻挡的引力子假设，总要比那似乎能穿透所有物质的万有引力要好吧！

借用一个词语，万有斥力。如果前面的引力子的作用情况符合实际，万有引力的本质是万有斥力，万有引力只是表面表现，其实际情况是万有斥力，引力子是万有斥力的媒介。

估计应该可以根据观测的宇宙膨胀速度，以及宇宙膨胀速度的增长速度或其他数据，来计算我们地球所处的宇宙位置。比如计算我们银河系究竟处于距离宇宙中心的什么位置上。

这是一篇可供猎奇的文章，也算是一种对暗能量的一种否决思路。或者说，算是对星系加速远离我们的而去的一种解释方法。

 

小结：本章大致叙述了暗能量的来源与内涵，无论逻辑上看起来多么美妙，笔者的观点是一贯的，不认可，这与笔者对所谓暗物质的观点是一致的。

代替暗能量的方案有几种，已经一一叙述给大家了。引力红移方案，历史上的星系高速运动方案，或二者的综合方案。二者的综合方案是大概率的符合宇宙历程事实的方案。

如果以上方案都不行，而现在的宇宙真的在加速膨胀，那么依然还有替代方案，万有斥力方案也是不错的，比较符合永久性加速膨胀的宇宙。

实际上，我实在难以认可暗能量，暗能量的逻辑瑕疵太大。按照暗能量的逻辑，现在的宇宙是加速膨胀的宇宙，似乎之前的某个阶段，宇宙刚好不膨胀或以某个较低的速度膨胀。在之前的宇宙是一个减速膨胀的宇宙，宇宙大爆炸后，获得了高速膨胀的动量或能量，其物质在强大引力作用下，膨胀速度逐渐减小。以至于到之前的某个阶段，暗能量开始呈现出来影响，宇宙又开始加速膨胀了。这种逻辑形同儿戏，确实难以让人信服。这种过程，呈现了宇宙膨胀速度的变化，但是，为何星系的红移却没有反映出来呢？为何星系的红移是一根筋，一个趋势，没有波动变化呢？这确实是不正常的，不应该的。因此，我不认可暗能量。

不过，暗能量如果是真的话，也是很有意义的，其负压特征，收集大量暗能量，也许可以实现反重力。多一种可能，就多一些机会。如果存在暗物质的话，也是很好的事情，也许可以为我所用。遗憾的是，世界很有可能不是这样的，世界也许真的没有那么复杂。这实际上不是好事情，世界复杂一些，确实可以给人更多惊喜。