我们看得越远，我们就越接近大爆炸。
如果你有一个宇宙充满了东西 - 无论是原子，暗物质，辐射，中微子还是其他东西 - 它几乎不可能保持静止。宇宙的结构，至少在广义相对论中，必须在最大尺度上扩展或收缩。但是如果你有一个充满暗能量的宇宙，就像我们看到的那样，会发生更麻烦的事情：我们可观测宇宙中包含的能量总量随着时间的推移而增加，看不到尽头。这不违反节约能源吗？这就是大卫文图拉想要知道的，正如他所问：
宇宙的总能量正在增加，以致随着宇宙膨胀，时空固有的能量保持不变。就像，为了建立一个额外的立方公里的时空，你需要这个量子的能量。不多也不少。这种能量必须来自某个地方。在我所知道的其他一切事物中，能量（包括通过 E =mc²的物质）不能只是从无处出现。因此，必须为我们的宇宙提供能量以使其扩展。它会永远停止吗？
正在发生的事实的实际科学事实比你想象的要麻烦得多。
宇宙的预期命运（前三个插图）都对应于宇宙，其中物质和能量与初始膨胀率相对抗。在我们观测到的宇宙中，宇宙加速是由某种类型的暗能量引起的，这种暗能量至今无法解释。所有这些宇宙都受弗里德曼方程控制，该方程将宇宙的膨胀与其中存在的各种物质和能量联系起来。
在我们的物理宇宙中，有两个不可分割地联系在一起的东西：宇宙的膨胀率和其中存在的所有不同类型的能量的分解。广义相对论的基本规则是物质告诉空间如何弯曲，而弯曲空间告诉物质如何移动。这是事实，但并不完整。影响空间曲率的不仅仅是物质而且能量，它不仅仅是曲率，而且还受到受影响的空间的膨胀（或收缩）速率。特别是，能量密度决定了膨胀率。
但是宇宙中存在着不同形式的能量，它们各自在膨胀率随时间变化的方式上扮演着不同的角色。
当宇宙由于其体积增大而膨胀时物质和辐射变得不那么密集，暗能量是空间本身固有的一种能量形式。随着新宇宙在膨胀的宇宙中产生，暗能量密度保持不变。
对于像普通物质这样的东西，其能量贡献实际上是直观的。物质由含有质量的粒子组成，即使宇宙发生变化，单个粒子本身也保持不变。随着时间的推移，宇宙的体积增加，并且随着时间的推移，总物质密度下降。密度是质量体积：质量保持不变，体积增加，因此密度下降。如果我们在宇宙中所拥有的只是物质，那么随着物质密度的下降，膨胀率会下降。
随着宇宙结构的扩展，存在的任何辐射的波长也会被拉伸。这导致宇宙变得不那么精力充沛，并且使得在早期自发发生的许多高能过程在以后更冷的时期是不可能的。（E. SIEGEL / BEYOND THE GALAXY）
对于辐射，还有一个额外的组件。当然，辐射也是由粒子组成的，随着体积的扩大，这些粒子的数密度就像物质一样减少。但是辐射具有波长，并且该波长被扩展的宇宙拉伸。更长的波长意味着更低的能量，因此膨胀率在充满辐射的宇宙中比在物质充满的宇宙中下降得更快。
但对于一个充满黑暗能量的宇宙来说，故事却截然不同。暗能量是由空间本身的结构固有的能量引起的，随着宇宙膨胀，能量密度 - 每单位体积的能量 - 保持不变。因此，充满暗能量的宇宙将看到它的膨胀率保持不变，而不是完全下降。
宇宙能量密度的各种组成部分和贡献者，以及它们何时可能占主导地位。如果宇宙弦或畴壁存在任何可观的数量，它们将对宇宙的扩张作出重大贡献。甚至可能有我们不再看到的或尚未出现的其他组件！请注意，到目前为止，我们到达今天，暗能量占主导地位，物质仍然有些重要，但辐射可以忽略不计。在遥远的过去，只有辐射才是重要的。（E. SIEGEL / BEYOND THE GALAXY）
“坚持下去，”你可能反对，想着，“我以为你说宇宙的扩张正在加速？”
这里有一个非常重要的观点，没有得到足够的重视：科学家在谈到宇宙的扩张时会谈到两件不同的事情。一个是宇宙的膨胀率 - 或哈勃率。这与我们上面描述的完全相同：它对于物质而言是下降的，对于辐射来说它下降得更快，并且对于暗能量它渐渐变为正常数。但第二件事是随着时间的推移，个别星系似乎很快就会从我们身上消失。
红移如何在不断扩展的宇宙中发挥作用的例证。随着星系变得越来越远，它必须通过不断扩展的宇宙行进更远的距离和更长的时间。在黑暗能量占主导地位的宇宙中，这意味着个别星系在我们经济衰退中似乎会加速。（LASC MCNISH of RASC CALGARY CENTER）
随着时间的推移，银河系离我们越来越远。由于扩展速率是每单位距离的速度（例如，70 km / s / Mpc），所以距离较远的星系（例如，100 Mpc对10 Mpc）似乎会以更快的速度后退（7,000 km） / s vs. 700 km / s）。如果你的宇宙充满了物质或辐射，那么膨胀率下降得比你的星系距离增加的速度快，所以净衰退速度会随着时间的推移而下降：你的宇宙会减速。然而，如果你的宇宙被暗能量所支配，净衰退速度将随着时间的推移而增加：你的宇宙正在加速。
今天，我们的宇宙由约68％的暗能量构成。从大约60亿年前开始，我们的宇宙基于其中所有不同事物的平衡，开始加速减速。
过去不同时期宇宙中不同能量成分的相对重要性。请注意，当暗能量在未来达到接近100％的数值时，宇宙的能量密度（以及因此的膨胀率）将在任意时间上保持不变。（E. SIEGEL）
但这怎么可以呢？看起来像充满暗能量的宇宙不能节约能量。如果能量密度 - 每单位体积的能量 - 保持不变，但宇宙的体积正在增加，那么这并不意味着宇宙中的总能量正在增加吗？这不违反能源守恒吗？
这应该打扰你！毕竟，我们认为能量应该在宇宙中发生的任何和所有物理过程中得到保存。广义相对论是否可能违反节能措施？
如果您的静态时空没有变化，那么可以保证节能。但是如果空间结构随着你感兴趣的物体的变化而变化，那么根据广义相对论的规律就不再存在能量守恒定律。（大卫校园，MAX PLANCK无线电天文学研究所）
实际上，可能的答案可能是。广义相对论有很多数量可以做出精确而精确的定义，而能量不是其中之一。换句话说，没有任何要求必须从爱因斯坦方程中保存能量; 全球“能量”根本不是广义相对论所定义的！事实上，我们可以就能量何时保存而非保守做出非常笼统的陈述。当粒子在时空的静态背景中相互作用时，能量是真正守恒的。但是当粒子移动的空间发生变化时，这些粒子的总能量就不会得到保留。这对于在不断膨胀的宇宙中红移的光子来说是正确的，对于以暗能量为主的宇宙来说也是如此。
但这个答案虽然在技术上是正确的，但并不是故事的结局。当空间变化时，我们可以提出一个新的能量定义; 但是当我们做的时候我们必须要小心。
事实上，有一种非常聪明的方式来看待“能量”，这使得我们能够证明即使在这种看似矛盾的情况下，能量也得以保存。我想让你记住，除了化学，电学，热学，动力学和势能之外，还有其他工作。在物理学中，工作是指向物体施加与物体移动距离相同方向的力; 这增加了系统的能量。如果方向相反，你做负面的工作; 这会从系统中减去能量。
当单个分子或原子在封闭容器内移动时，它们在容器壁上施加向外的压力。当你加热气体时，分子移动得更快，压力也会增加。（维基共享资源用户Greg L（A。Greg））
一个很好的比喻就是想到天然气。如果加热（增加能量）气体会发生什么？内部分子在获得能量时移动得更快，这意味着它们会提高速度，并且它们会更快地扩散以占用更多空间。
但是，如果加热封闭在容器中的气体，会发生什么呢？
是的，分子升温，它们移动得更快，并且它们试图扩散，但在这种情况下，它们经常会进入容器的壁，从而在墙壁上产生额外的正压力。容器的墙壁被向外推，这需要能量：分子在它上面工作！
提高容器内气体温度的效果。向外的压力可导致体积增加，其中内部分子在容器壁上起作用。（BEN BORLAND'S（BENNY B'S）科学博客）
这与扩展的宇宙中发生的事情非常类似。如果你的宇宙中充满了辐射（光子），每个量子都会有一个由波长给出的能量，当宇宙膨胀时，光子波长会被拉伸。当然，光子正在失去能量，但宇宙本身正在通过内部的压力来完成所有工作！
相反，如果你的宇宙充满了暗能量，它不仅具有能量密度，而且还具有压力。然而，最大的区别在于来自暗能量的压力是负的，这意味着我们遇到了与辐射相反的情况。当容器的墙壁膨胀时，它们正在对空间织物进行工作！
传统上，我们习惯于扩张，因为它们内部存在积极的（向外）压力。关于暗能量的违反直觉的是它具有相反符号的压力，但仍然导致空间结构扩展。
那么暗能量的能量来自哪里呢？它源于对宇宙本身扩张所做的负面工作。有卡罗尔，出版社，和Turner写于1992年的论文，其中讨论了这个确切的问题。在其中，他们说：
......补丁对周围环境起负面作用，因为它有负压。假设贴片绝热膨胀，可以将该负面工作等同于贴片的质量/能量的增加。从而恢复了暗能量的正确状态方程： P = - ρc² 。所以数学是一致的。
同样，这仍然不意味着能量得到保护。它只是让我们以一种智能的方式来看待这个问题。
有一大套科学证据可以支持不断扩展的宇宙和宇宙大爆炸的图像，并伴有暗能量。迟来的加速扩张并没有严格节约能源，但其背后的推理也很有吸引力。（NASA / GSFC）
这是我为Ask Ethan提出的最深刻的宇宙学问题之一。两个主要内容如下：
但这种重新定义并不健全; 它只是一种数学重新定义，我们可以用来强制节约能源。事实的真相是，在不断扩大的宇宙中，能量不会得到保存。也许在引力的量子理论中，它将是。但是在广义相对论中，我们根本没有很好的方法来定义它。
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