你肯定知道能量守恒定律吧，能量不会凭空产生或消失，只会转换或转移形式，总量不变。不过，在庞大的宇宙尺度上，宇宙竟然不遵守这个定律！怎么回事呢？听我细细道来。 很久以前，宇宙诞生之初，第一批光子带着极高能量穿梭在空间中。经过漫长时间，这些光子变成了所谓的“宇宙微波背景辐射”，当我们观测时，能量却大幅减少了。为什么呢？因为空间一直在膨胀，光子波长被拉伸，能量与波长成反比，波长越长能量越低。那么问题来了：这些消失的能量去哪儿了？ 牛顿经典力学或许能勉强解释一部分，但爱因斯坦的广义相对论告诉我们：这些能量没去哪儿，它们就是单纯地消失了。原因简单：空间膨胀不是一种力推着光子走，而是背景变了。牛顿的观点是一种力在起作用，而广义相对论认为是空间本身发生了变化。 此外，科学家还发现宇宙不仅在膨胀还加速膨胀。推动加速的力量叫“暗能量”，它有个奇怪特性：密度恒定。通常认为能量扩散密度应下降，但暗能量随空间扩张产生等量新暗能量，导致总量增加。 这个发现让人困惑：难道物理学不存在了吗？其实不然。艾米·诺特提出的“诺特定理”给出了解释。这个理论告诉我们每个守恒定律背后都有对称性。比如在北京和上海做自由落体实验得到相同重力加速度说明物理规律不受位置影响。诺特用数学证明如果空间对称动量就守恒。类似地旋转90度实验结果不变叫旋转对称对应角动量守恒。 诺特还解释了能量守恒对应的时间平移对称性：只要物理实验结果不随时间改变，能量就会守恒。在地球实验室里时空结构稳定几乎静止时间对称性好所以认为能量守恒成立。但把视线放到宏大尺度时情况就不同了：因为宇宙在膨胀结构变化很大时空背景变化快所以不存在时间平移对称性导致能量守恒失效。 所以说我们觉得能量守恒是因为人类太渺小了观察到的时空背景看起来永远坚固、永恒且不变而已！