大約13年前,兩個(gè)獨(dú)立的小組——由勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的索爾·帕爾馬特(Saul Perlmutter)領(lǐng)導(dǎo)的超新星宇宙學(xué)項(xiàng)目(Supernova Cosmology Project),和由澳大利亞斯特朗洛山和賽丁泉天文臺(tái)(Mount Stromlo and Siding Spring observatories)的布雷恩·施米特(Brian Schmidt)領(lǐng)導(dǎo)的高紅移超新星探測(cè)小組(High-z Supernova SearchTeam)——開(kāi)始對(duì)這些遙遠(yuǎn)的超新星進(jìn)行觀測(cè)。他們發(fā)現(xiàn)了完全出乎意料的結(jié)果。15我們?cè)菊J(rèn)為,既然宇宙中的每個(gè)小塊都被其他小塊吸引,它們之間的引力應(yīng)該能遏制星系間的擴(kuò)張。但兩個(gè)超新星小組所發(fā)現(xiàn)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(shí),顛覆了我們先前所有的預(yù)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(gè)發(fā)現(xiàn)震驚了整個(gè)學(xué)術(shù)界,并被《科學(xué)》雜志選為1998年的“年度突破”。16一定會(huì)有東西來(lái)推動(dòng)宇宙的膨脹,一種顯著區(qū)別于暗物質(zhì)或其他任何物質(zhì)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(jù)了72%的組分。我們并不知道暗能量是什么,甚至沒(méi)有任何杰出的候選者。理論物理學(xué)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(wú)論是大膽還是保守,其本質(zhì)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(gè)理論具有足夠的吸引力,使之成為主要的競(jìng)爭(zhēng)者。暗能量對(duì)我們來(lái)說(shuō)依然充滿(mǎn)了神秘。

新的問(wèn)題

科學(xué)的歷史中記載著人類(lèi)認(rèn)知?dú)v程上的偉大變革,而正是它們將人類(lèi)帶入了原先無(wú)法想象的世界。這些變革可以由新技術(shù)、新實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)地改變了我們對(duì)微觀世界的印象。隨著時(shí)間的推移,量子物理學(xué)的出現(xiàn)使物理學(xué)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(gòu)成的亞原子世界。同時(shí),廣義相對(duì)論又在最大的尺度上為我們描繪了一個(gè)全新的宇宙。在那里,空間和時(shí)間、物質(zhì)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(gè)新世界到處充滿(mǎn)了神奇和意外。