大約在14年前，人們曾經認為有壹個完美的答案:通過觀測宇宙背景中的微波輻射，天文學家終於在1929年驗證了埃德溫·哈勃的猜想，即宇宙誕生於大約137億年前的大爆炸。後來隨著宇宙的演化，銀河系、太陽系、地球，甚至我們人類自己，都相繼出現。
從2006年6月5日至10月5日，美國科學家喬治·F·斯穆特和約翰·C·馬瑟正是憑借這壹重要成就分享了當年的諾貝爾物理學獎。
但我們對宇宙的了解顯然才剛剛開始。僅僅壹個月後，美國國家航空航天局發布的最新研究結果表明，壹種被稱為“暗能量”的神秘力量至少在90億年前就存在了。
換句話說，在整個宇宙誕生不到50億年後，它開始受到暗能量的影響。此前，科學家們普遍認為，在宇宙的早期，或許這種力量並不存在，因為在那個時候，主導壹切的是我們熟悉的引力。
雖然這個結果仍然不能告訴我們宇宙的未來會是什麽樣子，但它顯然為我們徹底了解宇宙的運行規律帶來了新的曙光。相關論文也將發表在2007年2月的《天體物理學雜誌》上。
在接受《財經》采訪時，領導該研究團隊的約翰·霍普斯金大學教授亞當·裏斯表示:“我們距離真正了解暗能量還很遠。但顯然，這是非常重要的壹步，因為它提供了更多線索。”
為什麽宇宙會加速膨脹？
暗能量的發現非常引人註目。
根據大爆炸理論，在大爆炸之後，隨著時間的推移，宇宙的膨脹速度會由於物質之間的引力作用而逐漸減慢，就像壹輛慢慢踩下剎車的汽車壹樣。也就是說，距離地球相對較遠的星系應該比距離較近的星系膨脹得更慢。
然而，在1998年，由加州大學伯克利分校物理學教授、勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）資深科學家索爾·珀爾馬特和澳大利亞國立大學的Brian Schmidt領導的兩個小組觀察到，那些遙遠的星系正在以越來越快的速度遠離我們。
換句話說，宇宙正在加速膨脹，就像壹輛不斷踩油門的汽車壹樣，而不是像科學家之前預測的那樣處於減速膨脹狀態。
這樣壹個完全出乎意料的觀測結果從根本上動搖了人們對宇宙的傳統認識。那麽是什麽樣的力量在驅使所有星系或其他物質加速遠離呢？
科學家將這種與引力相反的斥力來源稱為“暗能量”。但是“暗能量”是什麽意思呢？到目前為止，我們只能給出壹個非常粗略的宇宙結構“金字塔圖”:
我們熟悉的世界，即由普通原子組成的壹草壹木、山川河流、星星月亮，只占整個宇宙的4%，相當於金塔頂端的那塊。
底部的22%是暗物質。這種物質是由未知的粒子組成的。它們不參與電磁作用，肉眼無法看到。但像普通物質壹樣，它也參與了引力，因此仍然有可能探測到它。
作為塔基的74%，它由最神秘的暗能量組成。它無處不在，無時不在。由於我們對它的性質知之甚少，科學家們仍然不知道如何在實驗室中驗證它的存在。唯壹的手段仍然是通過天文觀測的間接手段來了解它的奧秘。
目前，觀測Ia型超新星的爆發是最重要的觀測方法。這顆超新星是由雙星系統中的壹顆白矮星爆炸形成的，其亮度幾乎是恒定的。這樣，通過測量它的亮度，我們就可以知道它與地球之間的距離，進而了解它的速度。
在哈勃這樣靈敏的天文儀器的幫助下，我們至少可以觀測到90億光年外的情況，也就是了解90億年前宇宙的信息。
霍普金斯大學教授Adem Reiss向我們展示了最新的“暗能量”場景，如下所示:
在大爆炸後的早期，宇宙經歷了壹個快速膨脹階段。此後，由於暗物質和物質之間的距離非常近，宇宙的膨脹速度在引力的作用下開始變慢。
然而，至少在90億年前，宇宙中出現了另壹種力——表現為排斥力的暗能量——並開始逐漸抵消引力效應。
隨著宇宙的膨脹，不斷增長的暗能量終於在大約50億至60億年前超過了引力。從那時起，宇宙從減速膨脹變成了加速膨脹，並壹直持續到今天。
愛因斯坦的遺產
中國科學技術大學物理系教授李渺曾半開玩笑地說:“有多少暗能量專家，就有多少暗能量模型。”或許這種說法不無誇張，但暗能量在理論上的混亂狀態也可以從中窺見壹斑。
其中，最具戲劇性的理論是愛因斯坦“宇宙常數”的復活。在1917年，被認為是整個20世紀最偉大的科學家阿爾伯特·愛因斯坦首次提出了這個概念，目的是建立壹個穩態宇宙模型。然而，就連他自己後來也承認“宇宙常數”只是壹個錯誤的概念。
但是暗能量的存在為宇宙常數提供了壹種新的可能性。如果暗能量是宇宙常數，它的強度將只與宇宙的大小有關。隨著宇宙的膨脹，其體積逐漸增大，因此暗能量也會逐漸增加。最終，它將達到壹個臨界點，使宇宙從減速狀態變為加速狀態，並且它將繼續加速。
在接受《財經》采訪時，中國科學院高能物理研究所研究員張新民指出，迄今為止的觀測結果，包括Reiss的最新結果，與愛因斯坦的宇宙常數理論“非常吻合”。
然而，宇宙常數遠不是壹個確定性的暗能量理論。壹些科學家半開玩笑地說，根據這個模型，宇宙將繼續以加速的速度膨脹，這相當無聊。
當然，最致命的是，根據量子場論計算出的宇宙常數至少比天文觀測得到的上限高出120倍。
不缺乏科學依據的最奇怪的解釋之壹是“多重宇宙論”。觀察和理論可能沒有錯。事實上，除了我們生活的這個宇宙之外，還有無數個其他宇宙。科學家可以想象的宇宙數量不是以數萬或數億計算的，而是可能多達10的1000次方。
每個宇宙都有不同的宇宙常數，而我們只是生活在壹個宇宙常數非常小的宇宙中。黑暗中似乎有壹只“上帝之手”，向我們呈現了壹個適合智慧生命生存的宇宙。
然而，對於這種寄希望於多個宇宙存在的“擬人化原理”，天文學家和物理學家之間存在很大爭議。中國科學院高能物理研究所研究員張新民告訴《財經》記者，許多人認為這只是壹個猜想，與“原理”相去甚遠。
壹種更尖銳的批評認為，這種解釋更像是壹種宗教信仰，而不是壹種科學理論。
為了避免這種沖突，科學家們提出了各種暗能量理論來取代宇宙常數模型。代表模型包括精粹模型和幻影模型，張新民和中國科學技術大學物理學教授李渺也分別提出了五重模型和全息模型。
宇宙的未來
如果這些可供選擇的暗能量理論能夠成立，它們將指向壹個完全不同的宇宙未來:
根據標量場模型，宇宙的未來將復雜得多。也許它會繼續加速膨脹，也許它會減緩膨脹的速度，甚至走向收縮，最終導致與大爆炸相反的“大緊縮”。
根據幽靈模型，暗能量將繼續增加，導致宇宙以越來越快的加速度膨脹。最終，宇宙將走向“大撕裂”。
elf模型給出了壹個“震蕩的未來”。張新民告訴《財經》記者，根據他的理論，整個宇宙將在加速膨脹和減速膨脹之間反復演繹，不會出現“大坍縮”和“大撕裂”這兩種極端情況。
最大的困難是到目前為止，我們研究暗能量的手段仍然非常有限。目前最主流的仍然是對超新星的觀測。但有人擔心，特別是在宇宙早期，超新星的亮度可能不是恒定的，它也有自己的演化過程。
即使可以排除這種擔憂，鑒於這些超新星距離地球非常非常遙遠，也很難觀察到它們。在裏斯看來，這就像從兩個月亮之間的距離觀察壹個60瓦的燈泡。即使哈勃望遠鏡具有非常高的靈敏度，也存在難以消除的系統誤差。
對大尺度宇宙結構（如星系團）的研究可能為暗能量提供新的線索。壹旦暗能量存在，星系團的形成可能會更慢，因為引力需要首先克服這種斥力。
目前，斯隆數字巡天（SDSS）這壹太空探索計劃已經完成了第壹階段為期五年的運作。壹旦完成，這個可以覆蓋四分之壹天空的精細光學成像設備無疑將揭示更多細節。
據報道，中國科學家還試圖利用最近在北京附近發射的LAMOST（大天區多目標光纖光譜望遠鏡）觀測超新星，以探索首次在中國進行暗能量實驗的可能性。伽馬暴（超大質量恒星爆炸引起的宇宙高能輻射）的使用可能為進壹步研究早期暗能量提供了壹種間接手段。
北京師範大學物理系教授朱宗宏在接受《財經》記者采訪時指出，伽馬射線暴天文學的探索仍處於起步階段，這與1998年暗能量剛剛被發現時的超新星天文學有些相似，但從長遠來看，它的壹些性質仍可能被用於研究暗能量。
那麽，有沒有可能利用實驗室直接研究暗能量呢？壹些人聲稱納米技術可以用來實現這壹目標。賴斯在接受《財經》記者采訪時表示，壹些科學家還希望利用短程引力實驗來尋找暗能量的線索。
加州理工學院（CIT）的物理學家肖恩·卡羅爾（Sean Carroll）也向《財經》記者強調，要找到壹個更確定的模型，不僅需要天文數據，還可能需要來自粒子物理的證據。特別是將於2007年在歐洲投入運行的大型強子對撞機（LHC），也許“我們可以期待壹下”。
然而，由於暗能量的本質，包括與其他物質的反應機制仍不清楚，許多科學家認為，短期內不可能對實驗室的工作寄予太大希望；更現實的渠道可能還是來自天文觀測。
如果沒有意外，普朗克探測器將於2007年第壹季度正式發射，它將更精確地探測天空。皮爾穆特在接受《財經》記者采訪時還表示，其實驗室設計的超新星加速探測器（SNAP）將按計劃於2013或2014年發射。
“未來五到十年，我們可能會對暗能量的本質有更清晰的認識。”英國諾丁漢大學物理與天文學院教授克裏斯托弗·康塞利茨告訴《財經》記者。
很少有人否認暗能量是整個宇宙學乃至物理學的壹場革命。1979諾貝爾物理學獎得主史蒂芬·溫伯格曾明確表示:“如果我們不解決暗能量這個‘攔路虎’，我們就無法完全理解基礎物理學。”中國著名物理學家，1957諾貝爾物理學