宇宙中暗能量密度保持不变而宇宙膨胀体积却在增大，总能量不是在增大？能量还守恒吗？ _暗能量

其实，暗物质或暗能量，这不过是人类造出来的一些新概念，新词汇罢了，搞得玄玄妙妙的。

宇宙也好，所谓的空间也罢，那不过是各种各样可见或不可见的物质紧密相连彼此之间相互作用着的一个实体。

【宇宙中暗能量密度保持不变而宇宙膨胀体积却在增大，总能量不是在增大？能量还守恒吗？】其二，不可见的物质之间，以及与可见性的物质之间全方位全时段地发生着彼此之间的作用关系，有作用，必有运动，就有所谓的能量呈现和原物质衰减消失，新物质出现，壮大，消减，消失的现象产生，此消彼长。

所以，能量当然守恒，物质当然守恒了。

其他网友观点

看了下其他回答，发现很多人并不认同暗能量、暗能量密度不变、广义相对论、宇宙膨胀这几个概念，既然对现代理论物理基础都不认同，感觉不需要强答比较好。

接下来进入正题。要回答题主的问题，要同时理解好几个理论，综合起来才能得出一个答案，以下做详细说明。

暗能量密度不变违反能量守恒定律吗

如果能量密度（每单位体积的能量）保持不变，但是宇宙的体积在增加，这难道不意味着宇宙中总能量在增加吗？这难道不违反能量守恒定律吗？毕竟，我们认为在宇宙中发生的任何物理过程中，能量都应该是守恒的。广义相对论是否提供了一种可能的能量守恒？

问题的答案可能是正确的，广义相对论中有大量的能够精确地定义，而能量不是其中之一。换句话说没有规定说能量必须与爱因斯坦的方程相结合；全局“能量”未被广义相对论定义！事实上可以对能量何时守恒做一个很一般的说明。当有粒子在时空的静态背景中相互作用时，能量是真正守恒的。但是当粒子运动的空间发生变化时，这些粒子的总能量是不守恒的。这对于在膨胀的宇宙中红移光子来说是正确的，对于一个由暗能量主导的宇宙来说也是如此。

宇宙中暗能量密度保持不变而宇宙膨胀体积却在增大，总能量不是在增大？能量还守恒吗？

文章插图

但这并不是故事的结局，我们可以对空间变化时的能量给出一个新定义。有一种非常聪明的方式来看待“能量”，它可以让我们证明，事实上能量是守恒的，即使在这种看似矛盾的情况下。希望你记住，除了化学，电，热，动能，势能，还有其他的，还有功。在物理学中，功是当对一个物体施加一个力的方向与它移动的距离相同，这给系统增加了能量。如果方向相反，就做负功，这就减少了系统的能量。

文章插图

一个好的类比就是对气体的思考，如果给这些气体加热(增加能量)会发生什么？当分子获得能量时，内部的分子运动得更快，这意味着它们加快了速度，然后扩散开来，以更快的速度占据更多的空间。但是，如果加热一个容器里的气体，会发生什么呢？分子变热了，运动得更快，它们试图散开，但在这种情况下，它们经常会撞到容器的壁上，在壁上产生额外的正压力。容器的壁被向外推，这就消耗了能量：分子对它做功。

文章插图

这和膨胀宇宙中发生的事情非常相似，如果宇宙充满了辐射(光子)，每个量子都会有一个能量，由波长决定，当宇宙膨胀时，光子的波长就会被拉长。当然，光子正在失去能量，但所有东西都是在宇宙本身的压力下进行。相反，如果宇宙充满暗能量，它也不仅有能量密度，而且还有压力。然而最大的不同是，来自暗能量的压力是负的，这意味着辐射是相反的。当容器的墙壁膨胀时，它们就在空间的结构上做功。

暗能量的能量从何而来

那么暗能量的能量从何而来？它来自于宇宙膨胀的负功。1992年卡罗尔、普雷斯和特纳写了一篇论文讨论了这个问题。他们在书中写道：这个“补丁”对它周围的环境做负功，因为它有负压。假设这个补丁的膨胀是绝热的，可以把这个做负功等同于补丁的质量/能量的增加。这样就可以恢复暗能量的正确状态方程：P=-pc^2，因此与数学是一致的。同样，这并不意味着能量是守恒的，它只是给了我们一个聪明的方法来看待这个问题。

结论

1、当粒子在一个不变（静态时空）的时空中相互作用时，能量必须是守恒的。当时空发生变化（动态时空）时，守恒定律就不再成立。

2、如果将能量重新定义为包括在它周围一小块空间所做的功，无论是正的还是负的，就可以在膨胀的宇宙中能量守恒。这对于正压（如光子）和负压（如暗能量）都是成立的。

但这种重新定义并不可靠，这仅仅是一个数学上的重新定义，我们可以使用强制能量是守恒的。问题的真相是在膨胀（非静态时空）宇宙中能量并不是守恒的。也许在量子引力理论中是守恒的，但是在广义相对论中还没有任何好的方法来定义能量。

其他网友观点

宇宙暗能量密度保持不变？你见过有什么是不变的吗。宇宙膨胀的证据不足，还存在较大争议，这片宇宙很可能是平顺的宇宙。能量守恒不如说是物质守恒，物质、能量、空间场量子相互转化，一切能产生相互作用的均可定义为物质，能量守恒上升为物质守恒。空间充满场量子（既暗能量），由光量子衰变而来，空间存在巨大的压力，是一切物质生存的基础。光量子补充空间的场量子，使空间产生斥力，并被星云吸收，长时间的孕育产生重力场，重力场——既重粒子（主要由重粒子构成，也可以说是引力子、以太）风暴，重力场也可以说是空间惯性场。星云聚集生成恒星后，重力场（场量子或重力场势能）向恒星汇集生成热能，并与恒星的核聚变能一起抵抗重力场的挤压，重力场开始减弱，恒星发出的光芒就是对重力场的一种无声抵抗。