宇宙膨胀的速度有多快?

弗兰·查达·戴(Fran chadha day)提出了这个问题，首先阐明了我们如何知道宇宙是否在膨胀，以及我们如何测量它……

弗兰:当我们观察遥远的星系时，我们看到它们都在远离我们，星系离我们越远，它远离我们的速度就越快。我们可以想象一下这里发生了什么通过想象一个气球我在上面画了很多点。因为这是无线电，你需要做一些可视化的工作，但是一个气球上有很多点我把它吹起来所有的点彼此之间越来越远，因为我这样做是因为气球在膨胀。如果我想象我坐在一个点上，这些点离我越远，看起来它们离开我的速度就越快。这就是发生的事情。测量宇宙膨胀速度的一种方法是，更远的星系比离我更近的星系运动得快多少。这被称为哈勃常数，它的值大约是每百万秒差距70公里每秒。1兆秒差距大约是100万光年。这意味着距离地球100万光年的物体正以每秒70千米的速度远离我们。距离地球1亿光年的东西正以每秒7000公里的速度远离我们。 So that is the best measure of how fast the universe is expanding. And it's a very important parameter in cosmology.

那么为什么更远的东西会以更快的速度远离我们呢?

弗兰:这是因为我们和银河系之间的空间在不断扩大。所以空间越大，增大的大小就越大。

Chris:所以你看得越远，或者看得越远，增量就越大。但它并不总是相同的数字，不是吗?因为如果我们观察宇宙现在的样子，我们唯一能解释宇宙的方式就是当它非常非常年轻，非常非常小的时候，它比青少年成长得还快，膨胀得非常非常快。然后它减慢了一点，现在它似乎又加速了。那我们怎么解释呢?

弗兰-是的。你说的是最初有一段暴涨时期我们需要暴涨来解释很多关于宇宙的观测，尤其是为什么宇宙如此均匀。没有人真正知道是什么推动了通货膨胀。这是物理学中的一个谜，但我们认为可能有一些尚未被发现的粒子推动了这种膨胀。现在，膨胀的速度似乎又开始加速了。虽然没有达到通货膨胀时期的程度，但也有一点。我们认为这是由于一种叫做暗能量的东西，它可能是爱因斯坦方程中的一个常数，或者可能是一种新的粒子或场，它渗透到宇宙中，推动了这种加速膨胀。你可以从我谈论它的方式中看出，我们甚至不完全明白我们应该问什么问题。

克里斯-这不是很奇怪吗，当空间存在的时候，它似乎会产生暗能量，你制造的空间越多，你制造的暗能量就越多。所以它看起来几乎像是从哪里冒出来的。

弗兰:没错。所以对于像物质这样的普通物质，随着空间的膨胀，物质的密度会降低。你知道，如果我把东西放在一个盒子里，我增加盒子的大小，它就会变得更稀。但对于暗能量，情况并非如此。密度保持不变，所以它会随着空间的增大而不断增大。