據(jù)英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，現(xiàn)在，有三大或已開始或即將進(jìn)行的新實(shí)驗(yàn)都試圖揭開蒙在暗能量身上的神秘“面紗”，不過，也有科學(xué)家反其道而行，認(rèn)為暗能量并不存在。孰是孰非，唯有靠數(shù)據(jù)來說話。
探究宇宙的起源有助于認(rèn)識(shí)暗能量
早在上世紀(jì)20年代，宇宙學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到，宇宙正在遠(yuǎn)離我們。而且，星系距離我們?cè)竭h(yuǎn)，其退行速度也越快。從邏輯上來說，這暗示著，萬事萬物都曾身處同一個(gè)地方。這一發(fā)現(xiàn)催生了我們現(xiàn)在熟知的宇宙大爆炸理論。宇宙大爆炸理論也成為現(xiàn)代宇宙學(xué)的起源。
然而，1998年，新一代的宇宙學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，宇宙不僅在膨脹，而且其膨脹的速度也越來越快。是什么造成這種宇宙加速膨脹呢？沒有人知道，為了便于理解，科學(xué)家們將這一“幕后黑手”稱作“暗能量”。盡管直到現(xiàn)在，我們?nèi)匀徊恢腊的芰烤烤褂泻螌傩?，但我們?duì)其影響卻已略知一二，因此，我們可以計(jì)算出其數(shù)量。
據(jù)科學(xué)家們測(cè)算，暗能量占據(jù)了宇宙總質(zhì)量的三分之二，由于E=mc2，所以，其也占宇宙總能量的三分之二。因此，如果人們不能理解暗能量，就無法真正理解我們身處的宇宙。
這也是宇宙學(xué)家們希望能夠更快更好地認(rèn)識(shí)暗能量的原因。現(xiàn)在，有三大已經(jīng)進(jìn)行或即將進(jìn)行的新實(shí)驗(yàn)（其中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在智利進(jìn)行，一個(gè)實(shí)驗(yàn)在美國夏威夷進(jìn)行），將有助于我們揭開蒙在暗能量頭上的神秘“面紗”。這些實(shí)驗(yàn)無一例外地都將回溯到宇宙形成之初，并且會(huì)以前所未有的精度測(cè)量星系以及星系團(tuán)之間的關(guān)系。這些實(shí)驗(yàn)成功完成后，盡管我們?nèi)匀粺o法全面了解暗能量的“性格”，但至少我們會(huì)知道得更多一點(diǎn)。
這三大實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)都是暗能量確實(shí)存在。但也有少數(shù)宇宙學(xué)家并不認(rèn)同這一點(diǎn)。當(dāng)然，他們并不否認(rèn)導(dǎo)致其他人假定暗能量存在的觀察，而是否認(rèn)暗能量存在這一結(jié)論。對(duì)他們來說，這些新實(shí)驗(yàn)或許也為他們提供了證實(shí)暗能量是否真正存在的機(jī)會(huì)。
“三駕馬車”朝暗能量進(jìn)發(fā)
新實(shí)驗(yàn)中最先進(jìn)的設(shè)備是重達(dá)5噸、分辨率高達(dá)570兆（百萬）像素的暗能量照相機(jī)，其去年被科學(xué)家們安放在位于智利托洛洛山的美國洲際天文臺(tái)。托洛洛山海拔2200米，是一座既與縱貫?zāi)厦来箨懙陌驳谒股矫}相連又孤零零的山峰，山區(qū)一年四季天氣晴朗，很少有云霧，每年約有300天可以觀察天體，是世界上少有的觀察天體的好地方。據(jù)信，這一照相機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好開始工作，每晚可為天空拍攝400張10億字節(jié)的圖像，5年時(shí)間總共將拍攝525個(gè)晚上。
這一照相馬拉松活動(dòng)是“暗能量調(diào)查（DES）”項(xiàng)目的一部分，這一項(xiàng)目由美國芝加哥大學(xué)的喬舒亞·弗里曼領(lǐng)導(dǎo)。弗里曼計(jì)劃對(duì)天空八分之一的范圍進(jìn)行掃描，對(duì)10萬個(gè)星系團(tuán)進(jìn)行調(diào)查，測(cè)量這些星系團(tuán)內(nèi)的3億個(gè)星系與地球的距離。
DES項(xiàng)目的最終目標(biāo)是追蹤星系團(tuán)的大小和形狀隨時(shí)間如何發(fā)生變化，從而為科學(xué)家們提供重力和暗能量之間如何角力的詳情。重力會(huì)讓宇宙的膨脹減速，導(dǎo)致星系團(tuán)變得更加緊密；而暗能量則會(huì)讓宇宙的膨脹加速，導(dǎo)致星系團(tuán)分崩離析。因此，星系團(tuán)收縮或膨脹的速度就彰顯了重力和暗能量之間的相對(duì)強(qiáng)度。
弗里曼和同事無法跟蹤給定星系團(tuán)內(nèi)發(fā)生的變化，因?yàn)樗麄兛吹降膬H僅是歷史某一瞬間發(fā)生的情況，但是，通過查看不同時(shí)期多個(gè)星系團(tuán)之間的差異就可以讓他們獲得更多信息。
以前的觀察已經(jīng)表明，在宇宙長(zhǎng)達(dá)137億年的生命中，有一大半時(shí)間里，重力占據(jù)了主動(dòng)，但在大約60億年前，暗能量開始掌權(quán)。DES項(xiàng)目尤其希望能對(duì)這一過渡時(shí)期進(jìn)行研究，他們的想法是通過研究大約100億光年遠(yuǎn)的星系團(tuán)這一簡(jiǎn)單的辦法來獲得100億年前宇宙的情況。