而暗能量的發(fā)現(xiàn),使這種由成分來決定宇宙命運(yùn)的方法失去了效果——至少在我們掌握暗能量究竟是什么以前。如果它確實(shí)是一個(gè)宇宙常數(shù),其能量密度將永遠(yuǎn)保持相同的數(shù)值,宇宙會(huì)繼續(xù)加速,并最終成為一個(gè)寒冷、空曠、寂靜,甚至連最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)都不復(fù)存在的荒蕪世界。如果暗能量不是常數(shù),那么一切都不好說了。暗能量可能會(huì)衰減,其影響力也會(huì)不斷減弱,直到物質(zhì)再次占據(jù)主導(dǎo)地位;它也可能會(huì)不斷加強(qiáng),直到把宇宙中的所有物質(zhì)都撕成碎片,并導(dǎo)致我們稱為大撕裂(Big Rip)的宇宙災(zāi)難。2究竟何去何從,我們真的不知道。

總的來說,宇宙特定時(shí)期的膨脹歷史,是由那一時(shí)期占主導(dǎo)地位的成分來決定的。物質(zhì)、輻射和暗能量這三類成分,在此過程中似乎都曾扮演過非常重要的角色。首先起主導(dǎo)作用的是輻射,它在把接力棒交給物質(zhì)之前,曾經(jīng)主宰了宇宙超過五萬年的膨脹歷史。物質(zhì)隨后接管了數(shù)十億年的時(shí)間——從人類的角度看,這是一個(gè)幸運(yùn)的轉(zhuǎn)折,因?yàn)橛钪嬖谶@么長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)足以創(chuàng)造出我們賴以生存的恒星、星系和星系團(tuán)。接著,在幾十億年前,暗能量開始控制宇宙,空間膨脹由此得到了第二波推動(dòng)。

在這三個(gè)時(shí)期中的任何一個(gè),占據(jù)統(tǒng)治地位的宇宙組分都將決定兩方面的特征:宇宙膨脹的速率和引力匯聚物質(zhì)形成更密集結(jié)構(gòu)的能力。因此,當(dāng)我們回溯宇宙歷史時(shí),也應(yīng)該尋找這兩個(gè)標(biāo)志性的參數(shù)——宇宙膨脹速度,以及天體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的時(shí)間和形成的速度。

問題是如何找到這些線索。愛因斯坦和他的廣義相對(duì)論為我們繪制了令人難以置信的宇宙圖景,刻畫了上百億年間物質(zhì)和能量發(fā)生運(yùn)動(dòng)和聚集的歷史,以及由此引起的時(shí)空扭曲和凹陷。這一理論也提供了一個(gè)實(shí)用的工具,一個(gè)可以被用來探索宇宙及其組成成分性質(zhì)的工具。由時(shí)空扭曲引起的光線偏轉(zhuǎn),不僅是一種學(xué)術(shù)上的新鮮事物,它還將幫助我們制造出最強(qiáng)大的新式望遠(yuǎn)鏡。接下來我們要介紹的就是它的操作流程。