而暗能量的發(fā)現(xiàn),使這種由成分來決定宇宙命運的方法失去了效果——至少在我們掌握暗能量究竟是什么以前。如果它確實是一個宇宙常數(shù),其能量密度將永遠(yuǎn)保持相同的數(shù)值,宇宙會繼續(xù)加速,并最終成為一個寒冷、空曠、寂靜,甚至連最簡單的結(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。暗能量可能會衰減,其影響力也會不斷減弱,直到物質(zhì)再次占據(jù)主導(dǎo)地位;它也可能會不斷加強,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,宇宙特定時期的膨脹歷史,是由那一時期占主導(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)十億年的時間——從人類的角度看,這是一個幸運的轉(zhuǎn)折,因為宇宙在這么長的時間內(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。

在這三個時期中的任何一個,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,也應(yīng)該尋找這兩個標(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)生運動和聚集的歷史,以及由此引起的時空扭曲和凹陷。這一理論也提供了一個實用的工具,一個可以被用來探索宇宙及其組成成分性質(zhì)的工具。由時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。