資料來源：千龍新聞

2003年9月11日

那是哈佛大學天文學家羅伯特﹒基爾希納不會輕易忘掉的一次通話 。一位同事打電話給他，討論可見宇宙最邊緣爆炸星體的最新觀察 情況。基爾希納的同事說了一些他不想聽的事情：宇宙處于一種無 人能解釋的力量的控制之下。 這樣一種驚人的發現通常都會使科學家感到興奮。但這一次不同。 這種力量曾使愛因斯坦上當。基爾希納和他的同事擔心的是，他們 也有可能同樣受騙。 那是1997年12月的事。從那時起就越來越清楚，對爆炸星體觀察到 的情況并沒有騙人。其他天文學家也觀察到了同樣的情況，來自太 空的數據也証實了他們的觀察。現在几乎沒有懷疑的余地了。宇宙 不僅在膨脹，而且在一種確實不知從何而來的力量作用下，膨脹的 速度越來越快。 它的名字很好地表明了它的神秘本質：暗能量。 現在，天文學家相信，大約70億年前，重力失去了對宇宙的控制， 控制權落入了神秘的暗能量之手。問題是無人知道這是出于什么原 因，也不知道它是如何發生的。除了知道它的存在之外，實際上對 暗能量的了解几乎為零：這是所有科學中最大的謎。 1915年，愛因斯坦發表了他的杰作：最新的重力理論即廣義相對論 。這是自牛頓時代以來第一次出現的重力理論。1917年，他將廣義 相對論公式應用到整個宇宙，想看看能否獲得對宇宙本質的新認識 。他的公式讓他十分驚訝：公式指出宇宙正在膨脹。那時，科學家 們相信宇宙是靜止不變的，這種看法得到了天文觀測的支持。宇宙 膨脹的理論似乎是荒謬的：自何方膨脹，向何處膨脹？面對著不符 合“常識”的公式，愛因斯坦覺得他惟一的選擇就是引進一個附加 因素，以使他的理論導出一個靜止不變的宇宙。 到20世紀20年代晚期，天文學家發現他們錯了：宇宙的確在膨脹， 因此愛因斯坦的附加因素是不必要的。 1978年，一位名叫艾倫﹒古思的美國年輕理論家旁聽了一次宇宙論 講座，開始看出宇宙和他自己的專長量子物理學之間的聯系。 1981年，他發表了一篇革命性的文章，詳細說明了“大一統理論” 的含義。古思認為，“大一統理論”說明一種極為強大的宇宙力可 能在大爆炸中出現，導致宇宙不可思議地快速膨脹。盡管古思的觀 點某些細節還有缺陷，但其他理論家抓住了“宇宙膨脹”這一基本 觀點，這主要是由于它從技朮角度解決了大爆炸的一些難題。 但結局很有戲劇性。古思發現的新力量效應完全應看作對愛因斯坦 重力理論的簡單補充，它與愛因斯坦的共同失誤之處在于所謂的“ 宇宙常量”。天文學家現在必須解釋為什么曾經普遍的宇宙常量在 大爆炸發生几個月之后就完全結束了。在20世紀80年代，世界上最 偉大的理論家，包括劍橋大學的斯蒂芬﹒霍金，都試圖找出能夠解 釋宇宙常量為何消失的論據，但沒有一個人令人信服。美國獲得諾 貝爾獎的物理學家史蒂文﹒溫伯格因此聲稱，宇宙常量是物理學上 一個名副其實的危機。 10年后的1998年，這個危機產生了戲劇性的變化。天文學家証明在 宇宙恆定問題上，每個人都錯了。宇宙常量在大爆炸后根本沒有結 束，而是似乎繼續在宇宙中起作用。它從重力手中奪得了控制權， 以前所未有的速度推動宇宙膨脹。這些驚人的發現來自對可見宇宙 最邊緣的巨大星體垂死掙扎情況的觀察。這些被稱為超新星的星體 的亮度在短期內可超過整個銀河系，成為深邃宇宙中理想的探測器 。20世紀90年代中期，兩組科學家開始運用這些遙遠的燈塔研究宇 宙膨脹的速度。他們的想法很簡單：弄清宇宙的快速膨脹是會一直 持續下去，還是某一天會在自身重力的作用下漸漸停止，轉而發生 大收縮這樣的劇變。 無論是這兩種情況中的哪一種，這兩支國際天文學家隊伍都希望從 超新星變弱的光芒中找到線索。他們實際發現的現象使他們迷惑， 并導致了哈佛的羅伯特﹒基爾希納和他的同事亞當﹒里斯之間的電 話通話。作為“大紅移超新星搜索小組”的成員，基爾希納和里斯 一直在用望遠鏡觀察，尋找宇宙膨脹速度變化的跡象。1997年12月 ，他們開始發現這些跡象。但超新星的變化顯示，宇宙膨脹非但沒 有在自身重力下變慢，反而在一種看不見的力量推動下變快。這種 力量很快被稱為“暗能量”。 美國航天局在軌道中運行的威爾金森微波異向探測衛星收集的材料 也証明超新星在發生同樣的變化。這種變化的含義的確令人不安。 愛因斯坦、霍金和其他聰明的理論家都錯了：宇宙中最有影響的力 量不是重力，而是以宇宙常量形式存在的“暗能量”。 編輯： 陳群 來源： 科學時報