大約13年前,兩個獨立的小組——由勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的索爾·帕爾馬特(Saul Perlmutter)領導的超新星宇宙學項目(Supernova Cosmology Project),和由澳大利亞斯特朗洛山和賽丁泉天文臺(Mount Stromlo and Siding Spring observatories)的布雷恩·施米特(Brian Schmidt)領導的高紅移超新星探測小組(High-z Supernova SearchTeam)——開始對這些遙遠的超新星進行觀測。他們發(fā)現了完全出乎意料的結果。15我們原本認為,既然宇宙中的每個小塊都被其他小塊吸引,它們之間的引力應該能遏制星系間的擴張。但兩個超新星小組所發(fā)現的,卻是宇宙膨脹的加速,而不是減速。宇宙正在加速這一事實,顛覆了我們先前所有的預言。它暗示著必定存在一種東西,在最大和最小的尺度上都挑戰(zhàn)著最基本的物理思想。這個發(fā)現震驚了整個學術界,并被《科學》雜志選為1998年的“年度突破”。16一定會有東西來推動宇宙的膨脹,一種顯著區(qū)別于暗物質或其他任何物質的存在。這就是所謂的“暗能量”。

暗能量是宇宙的主要組成部分,它占據了72%的組分。我們并不知道暗能量是什么,甚至沒有任何杰出的候選者。理論物理學家們正在研究一些有可能解釋暗能量的想法和模型。這些理論無論是大膽還是保守,其本質都涉及了全新的物理。但遺憾的是,迄今為止尚未有任何一個理論具有足夠的吸引力,使之成為主要的競爭者。暗能量對我們來說依然充滿了神秘。

新的問題

科學的歷史中記載著人類認知歷程上的偉大變革,而正是它們將人類帶入了原先無法想象的世界。這些變革可以由新技術、新實驗或新想法激發(fā)。例如,列文虎克(Leeuwenhoek)在他發(fā)明的顯微鏡中的驚鴻一瞥,就永遠地改變了我們對微觀世界的印象。隨著時間的推移,量子物理學的出現使物理學家擁有了分解原子和原子核的能力,并得以研究由夸克、電子和中微子構成的亞原子世界。同時,廣義相對論又在最大的尺度上為我們描繪了一個全新的宇宙。在那里,空間和時間、物質和能量將被緊緊地聯(lián)系在一起。和列文虎克從他的顯微鏡中所看到的一樣,這個新世界到處充滿了神奇和意外。