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可能有小朋友要问了：“爱因斯坦为什么会这么倒霉，在缔造了物理学奇迹年以后依然没能变成科学界的超级明星呢？”答案是，在那个时候，爱因斯坦并没有做出他一生中最大的贡献。到1915年，爱因斯坦才提出他一生中最伟大的理论，那就是被誉为科学史上最美理论的广义相对论。
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很多人一听广义相对论就觉得特别可怕，好像只有科学家才能搞懂。但其实只要给它换一个名字，马上就会变得好懂很多。大家可以把广义相对论理解成爱因斯坦引力理论。
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小朋友们来跟我一起做一个思想实验。想象有一张很大的弹簧床垫。一般来说，一个小玻璃球在平坦的床垫上滚动的时候，都会走直线。现在把一个巨大的铁球放在床垫上，它立刻会让床垫陷下去。很容易想象，如果此时在这个大铁球的旁边还有一个小玻璃球，它的运动轨迹立刻会发生改变。如果玻璃球最初的运动速度足够大，它还可以逃离这个被铁球压弯的区域；如果最初的运动速度比较小，它就会沿着被压弯了的床垫撞上大铁球。好了，现在把床垫想象成空间，把铁球想象成太阳，爱因斯坦发现，由于太阳的存在而造成的空间弯曲，恰好就等价于把一切物体拉向太阳的万有引力。空间弯曲等同于万有引力，这就是广义相对论最核心的概念。所以大家可以把广义相对论理解成升级版的牛顿引力，也就是我们刚才说过的爱因斯坦引力理论。
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爱因斯坦提出广义相对论后，马上就用它来研究整个宇宙。结果不研究不要紧，一研究就出了巨大的问题。我们来说说到底是怎么回事。小朋友们都知道，由于地球的万有引力，各种抛到天上去的物体最终都会落回地面。
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要想使这些物体不落回来，无外乎有两种办法：第一，让物体以很高的速度往外跑，比如人造卫星；第二，让物体受到与地球引力方向相反的力，比如热气球。现在，把这个观察推广到整个宇宙。爱因斯坦发现，由于引力的作用，整个宇宙最终都会塌缩成一团。要真是这样的话，地球肯定会被挤扁。类似地，要想阻止宇宙的塌缩，也只有两个办法：（1）让整个宇宙都以很大的速度向外膨胀；（2）让宇宙中存在一种能产生斥力的物质，从而与引力相抗衡。
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我们在第二讲里讲过，在爱因斯坦提出广义相对论的年代，人们普遍认为银河系就是整个宇宙的全部。很明显，银河系不会膨胀，所以爱因斯坦就认为第一种办法是不可行的。因此，他修改了自己的广义相对论，在其中加了一个宇宙常数项。这一项的作用是产生斥力，而且这个斥力的大小完全取决于宇宙常数的大小。通过调节宇宙常数的值，可以使它产生的斥力恰好等于宇宙中所有物质产生的引力，从而使整个宇宙保持静止。
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但我们也讲过，到了20世纪30年代初，美国天文学家哈勃利用造父变星的标准烛光发现整个宇宙其实在膨胀。这个发现对爱因斯坦来说可谓是五雷轰顶。既然宇宙本身在膨胀，那他引入宇宙常数的举动就变得完全多余了。更要命的是，如果当年不引入那个宇宙常数，爱因斯坦本来有机会能预言出整个宇宙都在膨胀！你想想，在一个小小行星的一个小小角落，一个人完全凭借自己的思考就能够知道整个宇宙如何演化，这是一个多么伟大的成就啊！可惜由于选错了路，爱因斯坦失去了这个大好机会。爱因斯坦对此后悔了一辈子，以至于他后来都快成了“祥林嫂”，见了谁都要唠叨，说引入宇宙常数是他一生中最大的错误。
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但现实往往比最离奇的想象还要离奇。在最近的二十年间，这个故事又发生了巨大的反转。
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1998年，利用一种叫Ia型超新星的标准烛光，两个美国的研究小组又发现了一件让所有人都目瞪口呆的事：我们的宇宙不但在膨胀，而且还是在加速膨胀。也就是说，宇宙膨胀的速度正越来越快。这是一个非常伟大的发现，它的意义一点都不比哈勃发现宇宙膨胀小。由于这个发现，索尔·佩尔马特、布莱恩·施密特和亚当·里斯获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
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这听起来有点复杂，是吧？没关系，我来给你们解释一下。要想使热气球升空的速度越来越快，必须使热气球受到的向上的升力大于地球对它的引力。类似地，要想让宇宙能够加速膨胀，必须使宇宙中的斥力大于其中的引力。这就意味着，那个已经被爱因斯坦抛弃的宇宙常数竟然又复活了。只不过这回需要把它的值调得比较大，从而让它产生的斥力能超过宇宙中所有物质产生的引力。也就是说，爱因斯坦引入的那个宇宙常数，其实是21世纪的物理学碰巧出现在了20世纪！换言之，所谓的“爱因斯坦一生中最大的错误”，不但不是广义相对论的污点，反而是这顶科学皇冠上最璀璨的钻石！
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现在学术界已经普遍接受，在宇宙中存在着一种非常神秘的物质，叫暗能量；它的作用，就是为宇宙当前的加速膨胀提供斥力。科学家已经提出了很多关于暗能量的理论，其中最有名的就是刚才给大家介绍过的爱因斯坦的宇宙常数模型。也就是说，宇宙常数与暗能量并不等价，它只是暗能量的候选者之一。
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可能有小朋友要问了：“暗能量到底是什么东西呀？”实话告诉你们，现在这世界上还没有任何一个人能够准确无误地回答这个问题。要是有人能找到这个问题的答案，他不但能获得诺贝尔物理学奖，说不定还会成为下一个爱因斯坦。目前科学家能够确定的是，暗能量具有以下三个主要性质：（1）暗能量是“暗”的，它不会发光，也不会反射光，所以我们永远都无法看见它。（2）与常规的物质不同，暗能量产生的不是引力，而是斥力。（3）一般认为，暗能量来自真空，所以它无处不在，而且均匀地弥散在整个宇宙中。换句话说，暗能量其实离我们并不遥远，它就藏在我们每一个人的体内和身边。那为什么我们在日常生活中完全感受不到暗能量的存在呢？因为它的密度实在是太小了。据宇宙学家估算，一立方米的区域内所包含的暗能量的总质量大概只有一亿亿亿分之七克。这是什么概念呢？我们知道，地球的平均半径是6371公里。这意味着，就算把133个地球所包含的暗能量全部加起来，也仅能让它的总质量达到1克，也就是一枚1元硬币的五分之一。暗能量的密度这么小，自然就对我们的日常生活毫无影响了。然而，尽管暗能量的密度特别小，但宇宙的任何一个地方都会有它。所以暗能量就积少成多，成了宇宙中一支非常强大的势力。最新的天文观测表明，暗能量占宇宙总物质的比例达到将近70%。换言之，暗能量才是宇宙中的主导力量，而它的性质将决定宇宙最终的命运。
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估计有些小朋友已经开始不耐烦了：“你不是要讲宇宙末日吗？怎么老是讲暗能量啊？”别着急，我们马上就要回到主线了。正常的暗能量模型（例如爱因斯坦的宇宙常数模型）根本不会和任何宇宙末日扯上关系。但是那个打开潘多拉魔盒的人已经准备好要登场了。
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1999年，美国物理学家罗伯特·考德威尔提出了一个全新的暗能量模型。当时恰好有一部非常热门的好莱坞大片上映，那就是大导演卢卡斯的《星球大战1：幽灵的威胁》。为了向这部大片致敬，考德威尔用幽灵的英文单词“Phantom”来给自己的新模型命了名。它的中文名是幻影暗能量。
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结果，考德威尔的理论一提出，立刻遭到了学术界的围剿。所有的审稿人都使出浑身解数拼命刁难考德威尔，不让他的论文发表。正常情况下，一篇论文从投稿到接收，一般需要三到六个月。但是考德威尔的这篇论文，却花了整整三年的时间才得以正式发表。为什么这篇论文这么招人恨呢？因为它指出了一种匪夷所思的现象：暗能量的密度有可能会随着时间的推移而不断变大！
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我来给大家解释一下这到底意味着什么。众所周知，我们所熟悉的世界，它的稳定是靠引力维系的。举例来说，我们之所以不会飘向太空，是因为地球的引力拉住了我们；地球之所以不会飘向太空，是因为太阳的引力拉住了地球；太阳之所以不会飘向太空，是因为银河系中心黑洞的引力拉住了太阳。如果没有万有引力，一切都会土崩瓦解。引力有一个特点，就是它非常稳定，不会因为时间而改变。换句话说，无论经过多长时间，维系地球、太阳系和银河系的引力都不会变大或变小。
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我们前面说过，宇宙中每一个角落都存在暗能量，而且它会产生斥力。由于暗能量的密度特别小，导致它产生的斥力也特别小，所以我们在日常生活中根本就感受不到它的存在。但如果考德威尔的理论是对的，那麻烦可就大了。幻影暗能量的密度会随着时间的推移而不断地变大，从而导致由它产生的斥力也不断变大；与之相对，维系世界稳定的引力却永远保持不变。所以总有一天，斥力将会超过引力，从而破坏原本由引力维系的这个世界的稳定。换句话说，到时候宇宙中所有的结构，无论是银河系、太阳系、地球还是我们本身，都会从内部被幻影暗能量撕碎。这个恐怖的末日景象就是“宇宙大撕裂”。
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“宇宙大撕裂”会发生吗？2012年，本书作者与其他三位同事合作，用当时最新的天文观测数据研究了宇宙最终的命运，后来发表的文章得到了几十家中外媒体的报道。我们的研究表明，目前的天文观测确实无法排除发生“宇宙大撕裂”的可能。在最坏的情况下，宇宙甚至有可能在167亿年后就遭遇毁灭。
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我们不妨来开开脑洞，看看要是真有一个宇宙末日，世界到底会变成什么样子。假设宇宙大撕裂发生在公元167亿年12月31日的24点整。公元167亿年与现在最大的不同就是天上的星星全都消失了，而且已经消失了上千万年。但除此以外，在最后一年绝大多数的时间里，我们并不会感受到任何的异常。不过，在10月31日那天，我们会发现自己看不到冥王星了。随后，海王星、天王星、土星、木星和火星也像约好了似的，一个接一个地神秘失踪。到了12月26日，就连月球也离家出走了；我们亲眼看着它脱离了地球引力的束缚，然后像脱缰的野马一样消失在了太空的深处。真正恐怖的事发生在12月31日的午夜。12月31日23点32分，幻影暗能量产生的斥力超过了太阳自身的引力，从而把太阳给弄散架了。12分钟后，也就是23点44分，地球仿佛被一个巨大的炸弹从内部炸开，也土崩瓦解了；大大小小的地球碎片散落在了太空中，到处都是人们的哭喊声，不过他们的痛苦很快就要结束了。在末日到来前的十亿亿分之三秒，就连原子都会被幻影暗能量的斥力撕碎。然后就是“大撕裂”的时刻。在这一刻，幻影暗能量将君临天下，彻底摧毁宇宙中的一切。整个宇宙，甚至包括时间本身，都会在这一刻走向终结。
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恐怕弗罗斯特做梦也不会想到，除了火与冰之外，宇宙中还隐藏着更恐怖的东西。
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当然小朋友们也不用担心，上面描述的景象仅仅是一种理论上的可能。宇宙的最终命运将取决于暗能量的性质。而对暗能量的探索，无疑将成为21世纪最重要的科学任务之一。