作者：文/虞子期

在宇宙这个空间里，有许多具有特定概念的词语。早在20年之前，科学家们就提出了无形暗能量的存在，用于解释宇宙膨胀正在加速的惊人发现。在宇宙结构和演化最常用的天体物理模型中，总是将暗能量视为常数。并且，这种未知又充满神秘的能量形式会渗透到太空中，然后以足够快的速度向外投射宇宙。但是，由于科学家们发现了两种截然不同的速度，出现了CMB率和其他估计值不一样的情况，而这种计算方式又依赖于宇宙学模型，因此，模型中必须缺少某些东西。简而言之，宇宙中的暗能量，比我们预想的更加复杂。

被称为“ 哈勃张力”的分歧

对于科学家们现在所知道的信息而言，宇宙中的某些东西并不完全正确，随着时间的推移，恒星、星系、黑洞，以及其他天体之间的距离变化越来越快。有科学家提出了被称为Lambda冷暗物质（LCDM）的模型，它对暗物质的性质施加了限制，暗物质这种物质虽然会施加引力，但并不会发光，并且似乎与重力相反。LCDM成功地再现了宇宙微波背景和星系结构，甚至是宇宙中氢和氦的数量。然而，它却无法解释，为何现在的宇宙比以前的扩张速度更快。下图这个哈勃望远镜图像，显示的是一个双重成像的类星体，是测量哈勃常数的新技术，以帮助天科学家们更好地了解随时间的变化情况，宇宙膨胀率如何变化。

哈勃常数的准确测量，可以让科学家更多地了解宇宙飞散的速度，提供了有关暗物质和暗能量的线索。为了计算哈勃常数，科学家们可以从这种差异中，精确确定我们和类星体、中间星系之间的距离。通过测得的距离和物体的红移进行比较，或是将光的波长向光谱的红端进行比较表明：当宇宙膨胀时，物体的光线已经拉伸了多少。通过结合双镜头系统的新结果，以及其他三个先前测量的四镜头系统，哈勃常数的值达到72.5(km/s)/Mpc。虽然这个结果和其他局部宇宙测量值一致，但仍比早期宇宙的测量值高出约8％。

异乎寻常的早期黑暗能量

通过宇宙的第一道光（宇宙微波背景辐射/CMB）说明了，与附近宇宙中的超新星和脉动恒星的研究相比，空间扩展的速率更低。在宇宙膨胀率测量中产生的差异，或许可以通过宇宙中存在的一种奇异暗能量形式来解释，而这种所谓的早期暗能量是存在于宇宙的初期，因为很快就闪现，所以出现了扩张率不同的情况。当改变宇宙早期扩张速度的缺失部分时，也对CMB的外观产生了一些影响，从而揭示了为什么科学家们的测量结果会低于预期。想要证明暗能量是否确实存在于早期宇宙，或许可以通过未来CMB的搞分辨率观测来实现。

当然，这种早期暗能量的作用时间，相对于宇宙时间而言并不是太久，或许在几十万年后便衰退，大约会影响大爆炸后十万年左右的扩张速度，此时的宇宙中，早期的暗能量可以达到总密度的10%左右。这种暗能量的作用就像是一个暂时的早期宇宙常数，这也解释了如今宇宙加速现象和大爆炸后的扩张中可能存在的未知因素。所以，只要它一旦消失，我们的宇宙膨胀就会重新恢复为现代宇宙常数，即当前暗能量的定义。科学家们还将对大规模的星系结构进行研究，并结合更多新的任务，以揭示早期暗能量对宇宙形成多带来的影响。

大爆炸残余辐射之微波背景

大爆炸或宇宙开始时的剩余辐射，被称为宇宙微波背景（CMB），当宇宙诞生时，它经历了快速的膨胀和扩张，代表了宇宙大爆炸之后所留下的热量。在宇宙中无处不在的它，仅比绝对零度高2.725度（零下459.67华氏度，或零下273.15摄氏度）。虽然我们无法用肉眼看到CMB，但是它的辐射在电磁波谱的微波部分最为明显。普朗克卫星所拍摄的宇宙微波背景辐射图像，便显示了天空中的微小变化。

对科学家们而言，CMB和暗能量一样，可以帮助我们了解早期宇宙是如何形成的。不同的是，它处于一个均匀的温度，只有很小的波动可以通过精确的望远镜观察到。通过研究这些波动，宇宙学家可以了解星系的起源和大型星系结构，还可以测量宇宙大爆炸理论的基本参数。因为CMB光子几乎不会受到氢气的影响，所以光子以直线传播。当CMB光子最后击中物质时，宇宙学家会提到“最后散射的表面”; 而在那之后，宇宙太大了。因此，当科学家们再绘制CMB图的时候，正在回顾大爆炸后38万年，即宇宙对辐射不透明之后。

暗能量的发现和宇宙扩张

在宇宙中，寻常的能量（辐射）、重子和冷暗物质，压强都是非负的，而负压却是暗能量的基本特征，并以一种旋涡运动的形式出现（暗能量旋涡场），它几乎均匀的分布在宇宙空间中，正是这种未知的负压物质主导今天的宇宙。暗能量的存在，为宇宙常数提供了新的可能性，当暗能量称为宇宙常数，那么，它的力量强弱便只和宇宙的大小有关，暗能量会随着宇宙的膨胀逐渐增大。当然了，宇宙常数距离成为一种确定性的暗能量理论还差得很远。

当129年科学家们研究了超新星的爆炸恒星，确定了宇宙正在膨胀之后，科学家们开始了确定该速度有多快的研究。发现有一种力量对宇宙施加制动，具有将所有物体都拉到一起的力量。而后，科学家们再次将目光转移到超新星，以计算减速度。然而在整个过程中，都没有发现宇宙的膨胀速度有所减缓，反而呈现出了正在加速的势态。于是，科学家们将这种可以抵消重力的东西称为暗能量。通过计算克服这些重力所需要的能量计算得出，宇宙中的暗能量大约占比68%,而我们所熟悉的“正常”物质占比还不到5%。虽然，暗能量构成宇宙的大部分，占宇宙的近四分之三，科学家尚不自其如何运作，也不确定它具体是什么。