暗能量是驅(qū)動宇宙運(yùn)動的一種能量。它和暗物質(zhì)都不會吸收腊脱、反射或者輻射光访得，所以人類無法直接使用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行觀測。
?暗能量密度不變違反能量守恒定律嗎
如果能量密度（每單位體積的能量）保持不變陕凹，但是宇宙的體積在增加悍抑，這難道不意味著宇宙中總能量在增加嗎？這難道不違反能量守恒定律嗎杜耙？畢竟搜骡，我們認(rèn)為在宇宙中發(fā)生的任何物理過程中，能量都應(yīng)該是守恒的佑女。廣義相對論是否提供了一種可能的能量守恒记靡？
問題的答案可能是正確的，廣義相對論中有大量的能夠精確地定義珊豹，而能量不是其中之一簸呈。換句話說沒有規(guī)定說能量必須與愛因斯坦的方程相結(jié)合；全局“能量”未被廣義相對論定義店茶！事實上可以對能量何時守恒做一個很一般的說明蜕便。當(dāng)有粒子在時空的靜態(tài)背景中相互作用時，能量是真正守恒的贩幻。但是當(dāng)粒子運(yùn)動的空間發(fā)生變化時轿腺，這些粒子的總能量是不守恒的。這對于在膨脹的宇宙中紅移光子來說是正確的丛楚，對于一個由暗能量主導(dǎo)的宇宙來說也是如此族壳。
但這并不是故事的結(jié)局，我們可以對空間變化時的能量給出一個新定義趣些。有一種非常聰明的方式來看待“能量”仿荆，它可以讓我們證明，事實上能量是守恒的坏平，即使在這種看似矛盾的情況下拢操。希望你記住，除了化學(xué)舶替，電令境，熱，動能顾瞪，勢能舔庶，還有其他的抛蚁，還有功。在物理學(xué)中惕橙，功是當(dāng)對一個物體施加一個力的方向與它移動的距離相同瞧甩，這給系統(tǒng)增加了能量。如果方向相反吕漂，就做負(fù)功亲配，這就減少了系統(tǒng)的能量。
一個好的類比就是對氣體的思考惶凝，如果給這些氣體加熱(增加能量)會發(fā)生什么吼虎？當(dāng)分子獲得能量時，內(nèi)部的分子運(yùn)動得更快苍鲜，這意味著它們加快了速度思灰，然后擴(kuò)散開來，以更快的速度占據(jù)更多的空間混滔。但是洒疚，如果加熱一個容器里的氣體，會發(fā)生什么呢坯屿？分子變熱了油湖，運(yùn)動得更快，它們試圖散開领跛，但在這種情況下乏德，它們經(jīng)常會撞到容器的壁上，在壁上產(chǎn)生額外的正壓力吠昭。容器的壁被向外推喊括，這就消耗了能量：分子對它做功。
這和膨脹宇宙中發(fā)生的事情非常相似矢棚，如果宇宙充滿了輻射(光子)郑什，每個量子都會有一個能量，由波長決定蒲肋，當(dāng)宇宙膨脹時蘑拯，光子的波長就會被拉長。當(dāng)然兜粘，光子正在失去能量强胰，但所有東西都是在宇宙本身的壓力下進(jìn)行。相反妹沙，如果宇宙充滿暗能量，它也不僅有能量密度熟吏，而且還有壓力距糖。然而最大的不同是玄窝，來自暗能量的壓力是負(fù)的，這意味著輻射是相反的悍引。當(dāng)容器的墻壁膨脹時，它們就在空間的結(jié)構(gòu)上做功。
暗能量的能量從何而來
那么暗能量的能量從何而來担巩？它來自于宇宙膨脹的負(fù)功吏奸。1992年卡羅爾、普雷斯和特納寫了一篇論文討論了這個問題浓领。他們在書中寫道：這個“補(bǔ)丁”對它周圍的環(huán)境做負(fù)功玉凯，因為它有負(fù)壓。假設(shè)這個補(bǔ)丁的膨脹是絕熱的联贩，可以把這個做負(fù)功等同于補(bǔ)丁的質(zhì)量/能量的增加漫仆。這樣就可以恢復(fù)暗能量的正確狀態(tài)方程：P=-pc^2，因此與數(shù)學(xué)是一致的泪幌。同樣盲厌，這并不意味著能量是守恒的，它只是給了我們一個聰明的方法來看待這個問題祸泪。
結(jié)論
1吗浩、當(dāng)粒子在一個不變（靜態(tài)時空）的時空中相互作用時，能量必須是守恒的没隘。當(dāng)時空發(fā)生變化（動態(tài)時空）時懂扼，守恒定律就不再成立。
2升略、如果將能量重新定義為包括在它周圍一小塊空間所做的功微王，無論是正的還是負(fù)的，就可以在膨脹的宇宙中能量守恒品嚣。這對于正壓（如光子）和負(fù)壓（如暗能量）都是成立的炕倘。
但這種重新定義并不可靠，這僅僅是一個數(shù)學(xué)上的重新定義翰撑，我們可以使用強(qiáng)制能量是守恒的罩旋。問題的真相是在膨脹（非靜態(tài)時空）宇宙中能量并不是守恒的。也許在量子引力理論中是守恒的眶诈，但是在廣義相對論中還沒有任何好的方法來定義能量涨醋。
