宇宙加速膨胀是指宇宙的膨胀速度越来越快的现象。这一现象由宇宙标度因子的二次导数是正值所表示，即星系远离地球的速度随时间推移应持续增长。1998年，通过对Ia型超新星的观测数据得出结论，宇宙的膨胀速度正在加快。这一发现由物理学家索尔·珀尔马特（加利福尼亚大学伯克利分校）、布莱恩·施密特（澳大利亚国立大学）与亚当·里斯（约翰·霍普金斯大学）共同完成，他们因这项工作获得了2006年邵逸夫天文学奖与2011年诺贝尔物理学奖。

物理学原理

宇宙加速膨胀是由宇宙标度因子的二次导数为正值所指示的现象。根据哈勃定律，这意味着星系远离地球的速度随着时间的推移而不断增加。这一现象最初在1998年通过对Ia型超新星的观测数据得以确认。

实证支持

宇宙加速膨胀的正确性得到了多方面独立观测结果的支持，这些观测包括背景辐射、可观测宇宙的大尺度结构、宇宙的年龄、对超新星的更精确观测以及星系团的X射线特性。

影响

如果宇宙正在加速膨胀，那么它的密度必然也在降低，因为物质之间的空间正在扩大。如果这种情况继续下去，除了我们所在的室女座超星系团外，其他所有的星系团都将经历极端红移并加速远离，使得探测它们变得更加困难，遥远的宇宙也将变得更加黑暗。

解释模型

为了解释宇宙加速膨胀的现象，天文学家提出了多种模型，其中包括暗能量的形式，如宇宙常数、第五元素、暗流体和幻能量。暗能量具有负压强，且在整个空间内均匀分布，这是其最重要的特征之一。

大撕裂假说

根据大撕裂假说，幻能量会导致指数级别的发散扩张，超越本域星系团的引力，最终将室女座超星系团乃至银河系、太阳系和原子撕裂。对宇宙膨胀加速度的测量对于确定宇宙的命运至关重要，但这项重要的发现可能在短时间内难以实现。

暗能量主导

随着宇宙的膨胀，暗物质的密度下降得比暗能量更快。最终，暗能量将成为主要的因素。具体而言，如果宇宙体积翻倍，暗物质的密度将减少一半，而暗能量的密度则基本保持不变（如果暗能量是宇宙常数，则其密度保持不变）。在宇宙常数模型中，暗能量已经支配了物质的质量能量，而宇宙的膨胀近似为时间的指数函数。根据该模型，未来的膨胀标度因子加倍时间（从 (t)$ 变为 $2a(t)

时间变快的谣言及其破灭

谣言

有人声称宇宙正在加速膨胀，时间也因此加快流逝。他们引用了一些看似支持这一观点的例子，如NIST的时间测定师自1999年起未添加闰秒，因为地球自转速度加快了。此外，他们还提到了地球的舒曼共振频率从每秒7.83周上升至超过每秒12周，暗示着一天的时间长度已经缩短至不足16小时。他们还注意到Windows操作系统时钟的秒针跳动频率不均，认为这是一种新的现象。

破灭谣言

然而，这些说法并没有科学依据。时间的度量依赖于对特定物理过程的分割，如日晷利用地球的周期性运动，机械钟表利用单摆的周期性，石英钟利用石英晶体的固有振动频率，而国际单位制中对时间的定义则是基于铯-133原子基态的两个超精细能级间的跃迁对应的辐射周期。Windows系统的时钟“忽快忽慢”现象实际上是由其算法所致，而非时间本身的变化。此外，NIST的时间测定师确实在2005年和2008年分别增加了闰秒，这证明了地球自转速度并非加快。舒曼共振频率的变化也是正常的物理现象，与时间变快无关。总之，这些例子并不能证明时间变快的观点。

参考资料

宇宙空间一直在加速膨胀，科学家给出宇宙最终的三种结局！.百家号.2024-08-15

宇宙在加速膨胀，会有停止的一天吗？最后的结局会如何？.百家号.2024-08-15

【科教科普】宇宙持续膨胀下去，会有临界点吗？最终归宿如何？.微信公众平台.2024-08-15