大约13年前,两个独立的小组——由劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的索尔·帕尔马特(Saul Perlmutter)领导的超新星宇宙学项目(Supernova Cosmology Project),和由澳大利亚斯特朗洛山和赛丁泉天文台(Mount Stromlo and Siding Spring observatories)的布雷恩·施米特(Brian Schmidt)领导的高红移超新星探测小组(High-z Supernova SearchTeam)——开始对这些遥远的超新星进行观测。他们发现了完全出乎意料的结果。15我们原本认为,既然宇宙中的每个小块都被其他小块吸引,它们之间的引力应该能遏制星系间的扩张。但两个超新星小组所发现的,却是宇宙膨胀的加速,而不是减速。宇宙正在加速这一事实,颠覆了我们先前所有的预言。它暗示着必定存在一种东西,在最大和最小的尺度上都挑战着最基本的物理思想。这个发现震惊了整个学术界,并被《科学》杂志选为1998年的“年度突破”。16一定会有东西来推动宇宙的膨胀,一种显著区别于暗物质或其他任何物质的存在。这就是所谓的“暗能量”。

暗能量是宇宙的主要组成部分,它占据了72%的组分。我们并不知道暗能量是什么,甚至没有任何杰出的候选者。理论物理学家们正在研究一些有可能解释暗能量的想法和模型。这些理论无论是大胆还是保守,其本质都涉及了全新的物理。但遗憾的是,迄今为止尚未有任何一个理论具有足够的吸引力,使之成为主要的竞争者。暗能量对我们来说依然充满了神秘。

新的问题

科学的历史中记载着人类认知历程上的伟大变革,而正是它们将人类带入了原先无法想象的世界。这些变革可以由新技术、新实验或新想法激发。例如,列文虎克(Leeuwenhoek)在他发明的显微镜中的惊鸿一瞥,就永远地改变了我们对微观世界的印象。随着时间的推移,量子物理学的出现使物理学家拥有了分解原子和原子核的能力,并得以研究由夸克、电子和中微子构成的亚原子世界。同时,广义相对论又在最大的尺度上为我们描绘了一个全新的宇宙。在那里,空间和时间、物质和能量将被紧紧地联系在一起。和列文虎克从他的显微镜中所看到的一样,这个新世界到处充满了神奇和意外。