百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

第二个弗里德曼方程:暗能量为何表现出负压

科学探索万象经验2023-05-08

弗里德曼的第一个方程告诉我们暗能量会产生宇宙大小的变化,但要了解为什么暗能量会向外推动并使宇宙加速膨胀,我们需要第二个弗里德曼方程,它的反引力效应就出现在其中。

事实上,当我们向第二个弗里德曼方程添加宇宙常数的时候,问题就得到了解决。宇宙常数被设计成与常规物质相反的方向工作,宇宙常数前的加号可以和前面的负号相抵消。这就是反引力在数学上的样子,这不仅仅是数学技巧,暗能量是真实的物理性质。

宇宙常数的影响是暗能量自身密度和压力的综合影响,所以我们可以对方程进行处理,将宇宙常数项并入前面的项。

负压到底意味着什么?正压向外推,就像我们在加压罐看到的一样。所以负压向内拉,就像罐内壁所做的那样。那么,我们又有了新的矛盾,暗能量向内的拉力怎么会产生向外扩张。事实上,暗能量负压并没有直接的影响效果,因为负压在宇宙中无处不在并且都相同,同样不会产生向内的压力。

负压来自于暗能量的密度是恒定的这一事实。假设我们持有一个恒定能量密度的宇宙体积,如果我们把它扩大,那么它里面的能量也会跟着扩大。但是这增加的能量需要我们来提供,所以它的体积膨胀做的是负功,我们称它具有负压。这也就意味着,负压在膨胀时获得能量。

打赏