宇宙学家关于暗能量和膨胀宇宙的10个问题(3)

我们还不知道答案。

为什么暗能量仍然是一个谜？

因为我们还没有用今天运行的任何望远镜观察到它，但这对我们来说并不是棘手的部分。有一些迹象表明它可能是什么，但我们对其性质的了解就到此为止。
有趣的是，我们不能只是把宇宙的这个未知成分扔在地毯下，因为它加起来占物质能量总含量的70%。

我们如何测量暗能量，为什么这对宇宙学家来说是个问题？

如前所述，我们无法用目前的仪器测量或探测暗能量。我们不知道怎么做。这意味着我们需要更加努力地思考，以建立最终使我们能够揭示暗能量物理成分的实验。
目前，我们能做的最好的事情就是研究它对宇宙大尺度的影响，以及通过广泛的星系调查来研究它的增长结构。

你最初是如何对研究暗能量产生兴趣的？

标准模型假设暗能量是用宇宙常数描述的，这是爱因斯坦场方程中由于各种原因多次引入的旧思想。
尽管大多数宇宙学观测都倾向于将宇宙常数作为暗能量的主要候选者，但仍然存在其基本性质的问题：它是真空量子涨落的积分能量吗？
后一个问题让我困惑了一段时间，如果其他物质成分有动力学，为什么宇宙常数的能量密度在时间上保持不变？
这鼓励我为当今加速的宇宙膨胀寻找替代解释。很难相信我们的宇宙会以这种可预测的方式进化。
我和同事们在2021年首次提出了早期暗能量模型。

什么是早期暗能量模型？

暗能量，无论是由宇宙常数还是精粹标量场描述，大约在80亿年前才开始在宇宙中起作用。但是，我们为什么要相信它不可能在宇宙时间的早期做出一些贡献呢？
早期的暗能量模型包括宇宙演化的额外复杂性，因为它们允许暗能量在大爆炸后38，0000年后宇宙微波背景释放[第一束能够在宇宙中自由旅行的光]之前存在。
✅ 什么是宇宙常数？根据美国宇航局的说法，阿尔伯特·爱因斯坦认为宇宙常数是他的“最大错误”。根据他的广义相对论，爱因斯坦预测宇宙要么膨胀要么收缩。因为他认为宇宙是静态的、不变的，所以他把宇宙常数作为数学创可贴添加到他的理论中。后来，当大爆炸理论被提出，埃德温·哈勃证明附近的星系表明宇宙实际上在膨胀时，爱因斯坦意识到了他的错误。
这些模型具有动力学，更重要的是，它们的能量密度在时间上不是恒定的。我们的早期暗能量模型对状态方程有一个有效的参数化，该方程模拟了大爆炸后早期的辐射。