也許，在上個時代里關於宇宙的最重大的發現出現在二十世紀末。我們發現了一個最令人不安的宇宙真理：隨著時間的流逝，那些遙遠的星系們不僅離我們越來越遠，甚至還在加速離開。宇宙加速膨脹現象是宇宙中最奇異且最難解釋的現象之一。而發現這一現象的「超新星宇宙學計劃」項目研究小組和「高紅移超新星搜索隊」項目研究小組獲得了2011年的諾得貝爾物理學獎。但是，宇宙並不總是這樣加速遠離我們。數十億年以來，宇宙膨脹的速度在放緩，這相對於一個生活在100億年前的人來說，宇宙看起來像是在縮緊。現在讓我們看看到底發生了什麼，以及我們是如何探索這一切的。
在20世紀20年代，出現了四個證據向我們證明了宇宙正在膨脹，其中有三個觀測證據和一個理論證據，他們是分別是：
發現了夜空中的螺旋星雲實際上是星系，或者叫它「孤島宇宙」，其中包含數十億顆自有的恆星，並且位於銀河系之外。
根據維斯托·斯里弗（Vesto Slipher）對這些星系的紅移和藍移的測量結果來確定這些星系是以怎麼的訴訟離開我們（紅移）或向我們（藍移）移動，其中絕大多數都是離我們而去。
埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）和他的助手米爾頓·胡馬森（Milton Humason）也對這些星系進行了觀測。結合這些觀測結果與維斯托·斯里弗（Vesto Slipher）的觀測結果共同分析，得出了一個明顯的正相關關係：平均來說，離我們越遠的星系，遠離我們的速度越快。
最後，愛因斯坦的廣義相對論在理論帶來了巨大飛躍，我們認識到一個在所有方向上布滿了幾乎相等密度的星系的宇宙是不穩定的，除非它膨脹或收縮。
這使得1929年的宇宙是這樣一幅景象：過去的宇宙更熱、更密集、膨脹更迅速；隨著時間的推移，宇宙變得更冷、密度更小，而且膨脹速度減慢。
如果你在大爆炸的背景下思考，這很容易理解。讓我們來想像這樣一個畫面：宇宙大爆炸如同一場偉大宇宙競賽的發令槍，這場比賽的兩位競爭者分別是擁有驚人擴張速度的「膨脹」，和能夠拉攏一切的「引力」。對於這場競賽，你可以很容易地想像出三種不同的結果，每種結果都會給宇宙帶來截然不同的命運：
1.大坍縮。也許最初的膨脹速度很快，但隨著時間的推移，重力所施加的力量變得更強。擴張速度將會放緩，然後停止。宇宙將達到最大，然後開始收縮。最後，以一種與大爆炸本質上相反的狀態內爆，宇宙至此坍縮。
2.大凍結。這是與上述情況相反的劇情：膨脹開始得很快，重力作用使其減速，但還不夠。膨脹以極快的速度一直持續下去，重力一直在減緩它的速度，但無法阻止。這種情況被稱為宇宙的熱寂，即大凍結。
3.一個臨界宇宙。還有一種可能性是，你正好處在兩者的邊緣，膨脹率和重力完美平衡，膨脹率隨著時間的推移而減慢，並逐漸趨於零。如果宇宙中只有一個或很少幾個粒子，你會得到上面的第一個或第二個場景，但是粒子不在那裡。這種「臨界宇宙」的情況會導致最慢的宇宙熱寂。
經過數十億年，「臨界宇宙」這一結果似乎要取得勝利。當你生活在宇宙中並觀察不同的星系時，你不僅可以測量今天的膨脹率，而且可以通過觀察更遙遠的星系來測量更早期宇宙的膨脹率
所以數十億年來，準確地說，大約70億年，我們似乎生活在一個「臨界宇宙」中。宇宙膨脹的初期四處都是是輻射（光子和中微子），然後它的溫度下降到使物質（包括一般物質和暗物質）占據主導地位。隨著宇宙的不斷膨脹，物質密度不斷下降，因為物質密度等於質量（一個不變的常數）除以體積（一個不斷增加的變數）。
但在某個時間點，當物質密度降至一個臨界值時，另一個對宇宙能量密度有著更微妙影響的東西開始顯現，那就是暗能量。當宇宙誕生70億年左右時，暗能量的值僅占宇宙總能量密度的百分之幾，當宇宙誕生78億年時，暗能量密度達到了一個非常重要的值：占宇宙總能量密度的33%。這是一個很重要的數值，因為在一個充滿物質的宇宙中，這是導致膨脹率開始加速所必需的暗能量！
大約從60億年前起，物質密度持續下降，而暗能量保持不變。目前，暗能量約占宇宙總能量的68%，物質的總能量將至約為32%（暗物質占27%，一般物質占5%）。未來隨著時間的推移，物質密度將繼續下降，而暗能量密度將保持不變，這意味著暗能量將逐步占據主導地位。
對於個別星系而言，假設從大爆炸開始的那一刻有一個星系就急速遠離我們，那麼從我們的角度來看，這個星系的退後的速度在宇宙形成的第一個78億年里已經減緩了。在那一刻，這個星系後退的速度將停止放緩，並將在短時間內保持不變。從那之後，隨著我們和這個遙遠星系之間的空間以不斷增長的速度擴張，這個星系的後退速度會變得更快。令人害怕的是在，在我們可觀測的宇宙星系中，在其中97%的星系上印證了這個事實。除了我們所在的星系群之外的每一個星系都在以比光速還要快速度遠去。由於物理因素上的限制，從某種程度上我們永遠也無法追趕上它們。
據我們所知，宇宙中暗能量的數量是固有且恆定的。但物質的密度下降到暗能量主導宇宙膨脹的程度花費了78億年，或者說太陽系形成前15億年之前的所有時間。從那時起，所有系外星系已開始加速遠離我們，直到最後一個星系離開。在過去的60億年里，宇宙一直在加速膨脹，如果人類文明出現的更早一些，那我們可能永遠不會考慮到除上述三種可能性之外的選項。取而代之的是，我們能夠準確地感知宇宙並得出相關結論，這也許是對我們「遲到」最好的獎勵。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. X-inG- forbes
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