第1章　宇宙是由什么構(gòu)成的?

我們?cè)?jīng)認(rèn)為自己是如此的接近真相。宇宙的整體輪廓已經(jīng)基本完成,科學(xué)家們都在忙于決定宇宙結(jié)構(gòu)和演化歷史。伴隨著更大更好的天文望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn),天文學(xué)家希望能看到和他們印象中的宇宙相吻合的精細(xì)結(jié)果。但是,出現(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡中的世界卻和預(yù)想中的大相徑庭。通過(guò)統(tǒng)計(jì)宇宙中無(wú)數(shù)星系和其中無(wú)數(shù)恒星所發(fā)出的光,我們能計(jì)算出所有物質(zhì)的總和,而這一數(shù)據(jù)正是決定宇宙最終命運(yùn)的關(guān)鍵。但是,所有觀測(cè)都明白無(wú)誤地指出,能夠出現(xiàn)在我們視野中的恒星和星系,只是宇宙中全部物質(zhì)的一小部分——另外還有大量物質(zhì),是我們無(wú)法從望遠(yuǎn)鏡中看到的。這種隱形物質(zhì)由各種各樣被稱作暗物質(zhì)的新型粒子構(gòu)成。而這些暗物質(zhì),將比我們見過(guò)的,或是在最高級(jí)的實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出的任何物質(zhì)都更加新奇。

更驚人的一種可能,是宇宙中的絕大部分成分甚至不是任何物質(zhì),而是一種正在使宇宙加速膨脹的奇怪的新能量。宇宙膨脹是愛因斯坦廣義相對(duì)論做出的一個(gè)最瘋狂的預(yù)言。從時(shí)間初始的那一刻起,空間本身就開始膨脹,而隨著空間的擴(kuò)張,散布在其中的星系也迅速地彼此遠(yuǎn)離。宇宙學(xué)家原本期望萬(wàn)有引力(它能匯聚物質(zhì))能對(duì)抗宇宙的擴(kuò)張,并降低膨脹的整體速率。但我們所看到的卻是完全相反的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)徹底顛覆了我們?cè)緦?duì)宇宙的領(lǐng)悟。這就像某天傍晚,當(dāng)我們下班開車回家時(shí),原本期待引力會(huì)使汽車安穩(wěn)地行駛在路面上的司機(jī),卻突然發(fā)現(xiàn)自己漂浮在天空之上,并且還在不斷地升高。宇宙的膨脹非但沒有減慢,反而在不斷加速,朝著一個(gè)未知的將來(lái)飛去。而這一切都是暗能量在背后不停地驅(qū)動(dòng)。引力,這個(gè)曾經(jīng)被認(rèn)為是宇宙大尺度中的統(tǒng)治者,正在將對(duì)宇宙的控制權(quán)割讓給這個(gè)未知的、看不見的存在。

從某種意義上說(shuō),科學(xué)又進(jìn)入了新一輪的探索,而這次探索將比任何魔幻小說(shuō)都更神奇。在我們的眼睛和望遠(yuǎn)鏡中出現(xiàn)的宇宙,將是一片壓倒性的黑暗,其中近乎四分之三是暗能量,四分之一是暗物質(zhì),而我們以前所熟悉的常規(guī)物質(zhì),只是零星散布在宇宙中的些許點(diǎn)綴,就像夜幕中無(wú)邊大海上的一點(diǎn)閃光。在20世紀(jì)物理學(xué)良好發(fā)展的基礎(chǔ)之上,如今我們又踏入了一個(gè)全新的領(lǐng)域。