大約在14年前，人們曾經認為有壹個完美的答案:通過觀測宇宙背景中的微波輻射，天文學家終於在1929年驗證了埃德溫·哈勃的猜想，宇宙誕生於大約137億年前的大爆炸。後來隨著宇宙的演化，銀河系，太陽系，地球，甚至我們自己，都相繼出現。
2006年6月5日至2006年10月，正是憑借這壹重要成果，美國科學家喬治·F·斯穆特和約翰·C·馬瑟分享了當年的諾貝爾物理學獎。
但是我們對宇宙的了解顯然才剛剛開始。僅僅壹個月後，美國國家航空航天局公布的最新研究結果顯示，壹種被稱為“暗能量”的神秘力量至少在90億年前就已經存在。
換句話說，整個宇宙誕生後不到50億年，就開始受到暗能量的影響。此前，科學家普遍認為，在宇宙早期，或許這種力量並不存在，因為在那個時候，主導壹切的是我們熟悉的引力。
雖然這個結果仍然不能告訴我們宇宙的未來會是怎樣，但它顯然為我們徹底了解宇宙的運行規律帶來了新的曙光。相關論文也將發表在2007年2月的《天體物理學雜誌》上。
在接受《財經》采訪時，領導該研究團隊的約翰·霍普斯金大學教授亞當·裏斯(Adam Riess)表示:“我們距離真正理解暗能量還很遠。但顯然，這是非常重要的壹步，因為它給出了更多線索。”
宇宙為什麽會加速膨脹？
暗能量的發現非常具有戲劇性。
根據大爆炸理論，大爆炸之後，隨著時間的推移，由於物質之間的引力作用，宇宙的膨脹速度會逐漸變慢，就像壹輛慢慢踩了剎車的汽車。也就是說，離地球相對較遠的星系，膨脹速度應該比較近的慢。
然而，在1998年，由加州大學伯克利分校物理學教授索爾·珀爾馬特、勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)高級科學家和澳大利亞國立大學Brian Schmidt領導的兩個小組觀察到，那些遙遠的星系正以越來越大的速度遠離我們。
換句話說，宇宙正在加速膨脹，就像壹輛不停踩油門的汽車，而不是像之前科學家預測的那樣處於減速膨脹狀態。
如此完全出乎意料的觀測，從根本上動搖了對宇宙的傳統認識。那麽是什麽樣的力量在驅使所有星系或其他物質加速遠離呢？
科學家將這種與引力相反的斥力來源稱為“暗能量”。但是“暗能量”是什麽意思呢？到目前為止我們能給出的只是壹個非常粗略的宇宙結構“金字塔圖”:
我們所熟悉的世界，也就是普通原子組成的壹草壹木山川星月，只占整個宇宙的4%，相當於金塔頂端的那壹塊。
底部的22%是暗物質。這種物質是由未知的粒子組成的。它們不參與電磁作用，肉眼看不到。但和普通物質壹樣，參與引力，所以還是有可能探測到的。
作為塔基礎的74%，它由最神秘的暗能量組成。它無處不在，無時不在。由於我們對它的性質知之甚少，科學家們還不知道如何在實驗室中驗證它的存在。唯壹的手段仍然是通過天文觀測的間接手段來了解它的奧秘。
目前，觀測Ia型超新星的爆發是最主要的觀測手段。這顆超新星是由雙星系統中的壹顆白矮星爆炸形成的，其亮度幾乎是恒定的。這樣，通過測量它的亮度，我們就可以知道它與地球的距離，進而了解它的速度。
借助哈勃這樣靈敏的天文儀器，我們至少可以觀測到90億光年以外的情況，也就是了解90億年前宇宙的信息。
霍普金斯大學教授Adem Reiss向我們展示了最新的“暗能量”場景如下:
在大爆炸後的早期，宇宙經歷了壹個快速膨脹階段。此後，由於暗物質與物質的距離很近，在引力的作用下，宇宙的膨脹速度開始變慢。
然而，至少在90億年前，宇宙中的另壹種力——表現為排斥力的暗能量——出現了，並開始逐漸抵消引力效應。
隨著宇宙的膨脹，越來越大的暗能量終於在大約50億到60億年前超過了引力。此後，宇宙由減速膨脹變為加速膨脹，壹直延續至今。
愛因斯坦的遺產
中國科技大學物理系教授李渺曾半開玩笑地說:“有多少暗能量專家，就有多少暗能量模型。”或許這種說法不無誇張，但暗能量在理論上的混沌狀態也可以從中看出。
其中，最具戲劇性的理論是愛因斯坦“宇宙常數”的復活。1917年，被認為是整個20世紀最偉大的科學家阿爾伯特·愛因斯坦，為了建立穩態宇宙模型，首次提出了這個概念。然而，就連他自己後來也承認，“宇宙常數”只是壹個錯誤的概念。
但是暗能量的存在為宇宙常數提供了壹種新的可能性。如果暗能量是宇宙常數，那麽它的強度只會和宇宙的大小有關。隨著宇宙的膨脹，其體積逐漸增大，因此暗能量也會逐漸增加。最終會達到壹個臨界點，使得宇宙從減速狀態變成加速狀態，而且還會繼續加速。
中國科學院高能物理研究所研究員張新民在接受《財經》采訪時指出，目前為止的觀測結果，包括Reiss的最新結果，與愛因斯坦的宇宙常數理論“非常吻合”。
然而，宇宙常數遠不是壹個確定性的暗能量理論。壹些科學家半開玩笑地說，根據這個模型，宇宙將繼續加速膨脹，這是相當無聊的。
當然，最致命的是，根據量子場論計算出的宇宙常數，比天文觀測得到的上限至少高出120倍。
其中壹個最奇怪又不乏科學依據的解釋是“多重宇宙論”。觀察和理論可能沒有錯。事實上，除了我們生活的這個宇宙，還有無數個其他的宇宙。科學家所能想象的宇宙數量不是以數萬或數億來計算的，很可能多達10的1000次方。
每個宇宙都有不同的宇宙常數，我們只是生活在壹個宇宙常數非常小的宇宙中。黑暗中似乎有壹只“上帝之手”，向我們呈現了壹個適合智慧生命生存的宇宙。
然而，對於這種寄希望於多重宇宙存在的“擬人化原理”，天文學家和物理學家之間存在很大爭議。中國科學院高能物理研究所研究員張新民告訴《財經》，很多人認為這只是壹個猜想，與“原理”相去甚遠。
更尖銳的批評認為，這種解釋更像是壹種宗教信仰，而不是科學理論。
為了避免這種沖突，科學家們提出了各種暗能量理論來代替宇宙常數模型。代表模型有精粹模型和幻影模型，張新民和中科大物理系教授李渺也分別提出了quintom和全息模型。
宇宙的未來
如果這些可供選擇的暗能量理論能夠成立，它們將指向壹個完全不同的宇宙未來:
按照標量場模型，宇宙的未來會復雜得多。也許會繼續加速膨脹，也許會減緩膨脹的速度，甚至走向收縮，最終導致與宇宙大爆炸相反的“大緊縮”。
根據幽靈模型，暗能量將繼續增加，導致宇宙以越來越快的加速度膨脹。最終，宇宙將走向“大撕裂”。
elf模型給出了壹個“振蕩的未來”。張新民告訴《財經》，根據他的理論，整個宇宙會在加速膨脹和減速膨脹之間反復推演，“大坍縮”和“大撕裂”這兩種極端情況都不會出現。
最大的困難是，到目前為止，我們能夠研究暗能量的手段還非常有限。目前最主流的還是對超新星的觀測。但有人擔心，尤其是在宇宙早期，超新星的亮度可能不是恒定的，它也有自己的演化過程。
即使可以排除這種擔憂，鑒於這些超新星距離地球非常非常遠，也很難觀測到。在裏斯看來，這就像從兩個月亮之間的距離觀察壹個60瓦的燈泡。即使哈勃望遠鏡具有非常高的靈敏度，也存在難以消除的系統誤差。
對大尺度宇宙結構(如星系團)的研究可能會為暗能量提供新的線索。壹旦暗能量存在，星系團的形成可能會慢壹些，因為引力需要先克服這種斥力。
目前，斯隆數字巡天(SDSS)這壹空間探索項目已經完成了為期五年的第壹階段工作。壹旦完成，這個可以覆蓋四分之壹天空的精細光學成像設備無疑將揭示更多細節。
據悉，我國科學家也在嘗試利用最近在北京附近發射的LAMOST(大天區多目標光纖光譜望遠鏡)觀測超新星，以探索首次在我國進行暗能量實驗的可能性。伽馬暴(超大質量恒星爆炸產生的宇宙高能輻射)的使用可能為進壹步研究早期暗能量提供壹種間接手段。
北京師範大學物理系教授朱宗洪在接受《財經》采訪時指出，伽馬射線暴天文學的探索還處於初級階段，這與1998年暗能量剛剛被發現時的超新星天文學有些相似，但其某些性質從長遠來看可能仍會被用於研究暗能量。
那麽，有沒有可能利用實驗室直接研究暗能量呢？壹些人聲稱納米技術可以用來實現這壹目標。賴斯在接受《財經》采訪時表示，壹些科學家也希望利用短程引力實驗來尋找暗能量的線索。
加州理工學院(CIT)物理學家肖恩·卡羅爾(Sean Carroll)也向《財經》強調，要找到更確定的模型，不僅需要天文數據，可能還需要來自粒子物理的證據。尤其是將於2007年在歐洲投入運行的大型強子對撞機(LHC)，也許“我們可以期待壹下”。
但由於暗能量的本質，包括與其他物質的反應機制還不清楚，許多科學家認為短期內不能對實驗室的工作寄予太大希望；更現實的渠道可能還是來自天文觀測。
如果不出意外，普朗克探測器將於2007年第壹季度正式發射，它將更精確地探測天空。皮爾穆特在接受《財經》采訪時也表示，其實驗室設計的超新星加速探測器(SNAP)將按計劃於2013或2014發射。
“未來五到十年，我們可能會對暗能量的本質有更清晰的認識。”諾丁漢大學物理與天文學院教授克裏斯托弗·康塞利塞(Christopher Conselice)告訴《財經》。
很少有人否認暗能量對於整個宇宙學乃至物理學是壹場革命。1979諾貝爾物理學獎獲得者史蒂芬·溫伯格曾明確表示，“如果不解決暗能量這個‘攔路虎’，我們就無法完全理解基礎物理學。”中國著名物理學家，1957諾貝爾物理學