今天咱们要运转插足《天地学新知》系列终末一个专题哥哥日，亦然全球很意思意思的暗能量。要把暗能量到底是什么给你诠释澄莹，我必须要从爱因斯坦建议广义相对论的阿谁期间讲起。
01 爱因斯坦场方程
爱因斯坦在 1915 年建议了知名的广义相对论，这个表面要是用数学谈话来抒发，便是一个数学方程式，咱们把它称为爱因斯坦场方程。
要是要用一句话来肤浅地讲什么是广义相对论，不错这样说：万有引力的实质是时空的逶迤。举个例子来说，要是小一又友问：地球为什么绕着太阳转呢？
假如是牛顿，会这样回复：
因为太阳和地球之间存在万有引力，就像一根线牵着地球，太阳把地球甩起来了，是以地球就会绕着太阳率领。
但要是小一又友碰到了爱因斯坦，他会这样回复：
那是因为太阳周围的时空辱骂解的，就好比平坦的名义上有个重大的坑，地球便是沿着这个坑壁不休地转圈圈，速率刚刚好，既弗成飞出这个大坑，也不至于掉进坑底。咱们在地球上受到的重力亦然时空逶迤效应的体现，踢向天外的足球终末老是会掉回大地，便是因为足球在逶迤的时空中率领。只消速率不够快，转一圈又会追念。
爱因斯坦的场方程看上去还挺约略的：
其实这是因为爱因斯坦发明了一套方便的数学标记，把一大堆方程组写成了 3 个字母，是以看起来才显得格外约略。其实摊开了以后是个格外复杂的方程组，况且贪图起来极其不毛。方程的一边代表系统的总质能，另一边代表时空的体式。换句话说，广义相对论便是告诉咱们质地加能量决定时空的体式，它们之间有严格的数学关系。是以，知名物理学家惠勒总结广义相对论时，说了这样一句名言，他说：物资告诉时空怎么逶迤，时空告诉物资怎么率领。
爱因斯坦认为，天地里的物资是均匀踱步的，高下傍边各个标的都没什么区别。那时的天文不雅测着实是相沿他的思法的。有了这个前提条款，就不错用场方程来举座贪图天地了。但令爱因斯坦我方也没思到的是，它贪图出了一个动态的天地。
02 一世中最大的诞妄
什么叫作念动态的天地呢？便是说，从举座上来讲，天地不可能保握静止，要么就在举座延迟，要么就在举座收缩，就好比整条河都在流动，划子即便什么都不作念，也无法静止在原地。
天地怎么可能是动态的呢？爱因斯坦总合计不对劲。天地举座上应该是保握静止的，一定是我方的方程式少掉了什么，于是他一抬手就加入了一个天地常数 Λ （拉姆达），这个常数加进去以后就相当于是添加了一种甩掉效应。
假如数值恰当，就不错让天地保握静止，不再变化。那时，像爱因斯坦这样用场方程来贪图天地的东谈主还不在少数。俄国东谈主弗里德曼也贪图出了和爱因斯坦雷同的恶果。
只是弗里德曼比爱因斯坦的胆子大，他欢然领受了动态天地这样一个貌似很分离理的论断，然而爱因斯坦不欢喜他的表面。爱因斯坦认为，天地学常数还是处分了这个问题。哪知谈，没多久，比利时的神父勒梅特发现，即便带上天地常数，算出来的天地依然是动态的。
到了 1929 年，哈勃发现了天地中辽阔的星系都在远隔咱们，况且距离越远的星系跑得越快，这证据什么呢？这说来日地在延迟。
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科学家们老是可爱用气球来打譬如。一个气球，你在名义涂上一些点。当气球被吹大的本领，通盘的点都在互相远隔。然而气球名义是莫得中心点的，你站在每一个点上都会看到其他的点在远隔你，况且是远方的跑得快，近处的跑得慢。哈勃在千里镜里也看到了这样的面目。这个面目用天地举座延迟是最合理的一种诠释。
爱因斯坦得知这个音讯，他固然辱骂常后悔，正本天地真实在延迟，天地真实是动态的。他合计我方犯了一个一世中最大的诞妄，那便是添加了一个其实毫无必要的天地常数。
为什么这是一个诞妄呢？因为他在添加这个常数的本领是莫得任何情理的，只是是为迥殊志他对天地的一个固有不雅念。从这个角度来讲，他着实是犯了一个诞妄。然而在他损失 40 年之后，天体裁界的一个惊东谈主发现却让这个天地常数又被后东谈主翻出来赋予了别的含义。不得不承认，内行便是内行，犯诞妄都能画虎不成。要是爱因斯坦地下有知，不知作何感思。
到底是一个什么样的惊东谈主发现呢？
03 星系在远隔咱们？
这个惊东谈主的发现来自于两队平安的天体裁家对辽阔星系的距离和退行速率的测量，星系的退行速率不错通过测量星系发出的光的光谱来测量。
这里简便先容一下它的旨趣：
昔时牛顿用三棱镜把太阳光明白成了彩虹的颜料，自后全球又发现时太阳的光谱内部有许多细细的黑线，这一连串的黑线就像条形码相通，然而没东谈主知谈这些线条代表什么含义。
自后全球才搞懂，正本这些细线是和各式化学元素酌量系的。咱们通过识别这些条形码，就能知谈太阳上有什么元素。比如说氦元素便是当先从太阳上发现的。于是这些玄色的线条就被称为“给与谱线”，简称“光谱线”。
很快，全球就发现，光谱线会出现举座性偏移。特别是那些辽阔的天体。这说来日体发光频率举座发生了蜕变。光谱线向红色那一端偏移就称为红移，往蓝色那一端偏移称为蓝移。哈勃第一个发现，大部分天体浩繁出现红移面目。是以也叫天地学红移。
天地学红移代表什么含义呢？代表着光的频率举座缩短。哈勃那时认为这是由多普勒效应变成的。什么是多普勒效应呢？当一辆汽车按着喇叭向你疾驰而来的本领，曲调变高。从你身边疾驰而过的本领，又变成了曲调缩短。曲调的变化幅度与速率径直相关，咱们不错字据曲调来贪图相对率领速率。光亦然一种电磁波，也有多普勒效应。哈勃认为红移就代表着天体逃离咱们的速率。红移越大，速率越快。
不外这里我思插入一个冷常识，尽管大大批科普书在讲到星系的红倏得，都会用多普勒效应诠释，但其实，要是要较真实话，这个诠释是诞妄的。
变成光谱红移的原因并不是唯有多普勒效应一种，天地举座延迟也会导致星系红移面目。就好像你把在一根牛皮筋上标几个点，然后把牛皮筋拉长，你会看到点与点之间的距离一皆增大了。你把这根牛皮筋思象成天地，而这些点的间距便是光波的波长，你就交融了为什么天地延迟，波长会增大。天地的延迟导致了光波被拉长，因此频率缩短，颜料变红。
但非论旨趣是什么，光谱的红移量就像一个速率表，标记着天体与咱们之间，空间门径拉大的速率。而这又跟让爱因斯坦诞妄“画虎不成”的惊东谈主发现存什么关系？咱们下期再聊。