大隐于“黑暗”中的暗能量

张可

自然喜欢隐藏，赫拉克利特这样警告过我们。如果这也算法则，那暗能量绝对是深谙此道的高手——大隐于星体间运动、蛰伏在原子核深处，从宇宙尺度跨越亚原子尺度，普适性超越一般人类头脑的想象力。

暗能量假说，现已成为当今对宇宙加速膨胀的观测结果的解释中最为流行的一种，宇宙学家们一直都热衷于将暗能量从“黑暗区域”里拖出来，但我们通常见到的总是两种极端型考证结果——暗能量99.99%存在，或者暗能量极有可能不存在。

绝大多数科学家都认为，暗能量的证据已不容置疑。譬如2003年和2012年利用“完全萨克斯-瓦福效应”得到的支持暗能量存在的线索，前者还曾被《科学》杂志冠以“年度发现”之名。但承认它，就意味着必须要回答它的来源与性质难题，这也是整个物理学界必须要跨过的一道坎。目前最简单和最自然的猜测——它就是爱因斯坦提出的宇宙常数；如果认为这距离成为一条正式理论还太远的话，也可以不用常数，而用涉及到物理学第五种场力的“第五元素”。

可能对物理学家来说，只要不将想象力与现实匹配，那用任何方程来描述自己的理论都不在话下，尤其是在暗能量领域——这儿的研究现状是每一位都自称拿破仑，或者像我们的科学家所戏谑的那样：“有多少暗能量研究者，就有多少暗能量模型。”

当然，至今仍有些科学家对暗能量概念嗤之以鼻，他们甚至认为宇宙加速膨胀很可能是一种错觉，是由地球与宇宙其他区域的相对运动造成的。这种理论需要当事人痛苦地放弃耳熟能详的质量守恒定律，换用一种崭新的观点来构建宇宙图景，但很可能整个数学推导也没错误。

这些反对者通常被视作“异端邪说”，但他们也是有论文发表的。毕竟在宇宙学科中，暗能量迄今仍是一种猜想。它表现得就好像地球生命都要取决于它，但却只有物质的作用效应，而不具备任何物质基本特征。

糟的是，两边都拿不出一锤子敲死对方的证据。

不过，最近科学家开始寄希望于三个与暗能量相关的最新实验会给他们做个了断。这三大实验均能以前所未有的细节回溯到宇宙起源的时刻，其数据必然会被理论家用于构建新的暗能量模型，成果无疑也将为暗能量争执的一端加上极有分量的砝码。

但即便如此，它们可能还是无法搞清暗能量的最基本性质。哪怕是再雄心勃勃的项目，成员们也明白这个道理。

忘了谁说过——人类对宇宙学的研究就像一个自取其辱的故事，原本自以为中心的我们，被自己的科学发现推离中心越来越远，直至变成了微不足道的存在。

它不仅是说16世纪。当宇宙大爆炸理论建立后，人们一度也满足于对宇宙的传统理解，在暗物质与暗能量被推导出之前，甚至有人认为已看见了物理学的终点。直到“两暗”将我们置于如此渺小的境地——所有人类已知的常规物质加起来不到宇宙构成的5%。但难道我们被吓得像地鼠一样钻回洞里了吗？我们只不过在承认自己无关紧要的同时，握紧手中那一点智慧，踮起脚尖叩响一扇完全未知的巨门，如此卑微如此自豪。

背景资料

1998年，宇宙学家望着遥远超新星爆发的恒星运动，意识到宇宙膨胀呈加速状态，在解释这种加速的过程中，暗能量作为一种弥漫在宇宙空间却难以察觉的能量形式，拥有了增加宇宙膨胀速度的身份，也成为了当今科学界最令人困惑的存在。

而据英国《经济学人》杂志在线版文章报道，最新开展的三大暗能量试验，其中之一是有着“测量3亿个星系”雄心的暗能量调查（DES）项目，其骨干是一台5吨重、579兆像素的暗能量相机，将以当前最先进水平，在5年内每一个夜晚捕获星系和星系团的清晰图像，帮助人们描绘引力和暗能量间的拉锯战。

而另一个日本项目，将毫不客气地利用一台870兆像素相机和DES抢生意。该相机能回望宇宙130亿年前的景象，它与DES一个看得更远一个覆盖得更广，都旨在借助弱重力透镜效应揭示暗能量的形态。

至于第三个ACTPol（阿塔卡马宇宙望远镜偏振敏感接收器）实验，与前两者不同，将主要研究来自宇宙微波背景辐射（CMB）的微波，这些“遗迹”残留了大爆炸后38万年左右保留下的宇宙早期样貌。