大隱于“黑暗”中的暗能量

張可

自然喜歡隱藏，赫拉克利特這樣警告過我們。如果這也算法則，那暗能量絕對是深諳此道的高手——大隱于星體間運動、蟄伏在原子核深處，從宇宙尺度跨越亞原子尺度，普適性超越一般人類頭腦的想象力。

暗能量假說，現已成為當今對宇宙加速膨脹的觀測結果的解釋中最為流行的一種，宇宙學家們一直都熱衷于將暗能量從“黑暗區域”里拖出來，但我們通常見到的總是兩種極端型考證結果——暗能量99.99%存在，或者暗能量極有可能不存在。

絕大多數科學家都認為，暗能量的證據已不容置疑。譬如2003年和2012年利用“完全薩克斯-瓦福效應”得到的支持暗能量存在的線索，前者還曾被《科學》雜志冠以“年度發現”之名。但承認它，就意味著必須要回答它的來源與性質難題，這也是整個物理學界必須要跨過的一道坎。目前最簡單和最自然的猜測——它就是愛因斯坦提出的宇宙常數；如果認為這距離成為一條正式理論還太遠的話，也可以不用常數，而用涉及到物理學第五種場力的“第五元素”。

可能對物理學家來說，只要不將想象力與現實匹配，那用任何方程來描述自己的理論都不在話下，尤其是在暗能量領域——這兒的研究現狀是每一位都自稱拿破侖，或者像我們的科學家所戲謔的那樣：“有多少暗能量研究者，就有多少暗能量模型。”

當然，至今仍有些科學家對暗能量概念嗤之以鼻，他們甚至認為宇宙加速膨脹很可能是一種錯覺，是由地球與宇宙其他區域的相對運動造成的。這種理論需要當事人痛苦地放棄耳熟能詳的質量守恒定律，換用一種嶄新的觀點來構建宇宙圖景，但很可能整個數學推導也沒錯誤。

這些反對者通常被視作“異端邪說”，但他們也是有論文發表的。畢竟在宇宙學科中，暗能量迄今仍是一種猜想。它表現得就好像地球生命都要取決于它，但卻只有物質的作用效應，而不具備任何物質基本特征。

糟的是，兩邊都拿不出一錘子敲死對方的證據。

不過，最近科學家開始寄希望于三個與暗能量相關的最新實驗會給他們做個了斷。這三大實驗均能以前所未有的細節回溯到宇宙起源的時刻，其數據必然會被理論家用于構建新的暗能量模型，成果無疑也將為暗能量爭執的一端加上極有分量的砝碼。

但即便如此，它們可能還是無法搞清暗能量的最基本性質。哪怕是再雄心勃勃的項目，成員們也明白這個道理。

忘了誰說過——人類對宇宙學的研究就像一個自取其辱的故事，原本自以為中心的我們，被自己的科學發現推離中心越來越遠，直至變成了微不足道的存在。

它不僅是說16世紀。當宇宙大爆炸理論建立后，人們一度也滿足于對宇宙的傳統理解，在暗物質與暗能量被推導出之前，甚至有人認為已看見了物理學的終點。直到“兩暗”將我們置于如此渺小的境地——所有人類已知的常規物質加起來不到宇宙構成的5%。但難道我們被嚇得像地鼠一樣鉆回洞里了嗎？我們只不過在承認自己無關緊要的同時，握緊手中那一點智慧，踮起腳尖叩響一扇完全未知的巨門，如此卑微如此自豪。

背景資料

1998年，宇宙學家望著遙遠超新星爆發的恒星運動，意識到宇宙膨脹呈加速狀態，在解釋這種加速的過程中，暗能量作為一種彌漫在宇宙空間卻難以察覺的能量形式，擁有了增加宇宙膨脹速度的身份，也成為了當今科學界最令人困惑的存在。

而據英國《經濟學人》雜志在線版文章報道，最新開展的三大暗能量試驗，其中之一是有著“測量3億個星系”雄心的暗能量調查（DES）項目，其骨干是一臺5噸重、579兆像素的暗能量相機，將以當前最先進水平，在5年內每一個夜晚捕獲星系和星系團的清晰圖像，幫助人們描繪引力和暗能量間的拉鋸戰。

而另一個日本項目，將毫不客氣地利用一臺870兆像素相機和DES搶生意。該相機能回望宇宙130億年前的景象，它與DES一個看得更遠一個覆蓋得更廣，都旨在借助弱重力透鏡效應揭示暗能量的形態。

至于第三個ACTPol（阿塔卡馬宇宙望遠鏡偏振敏感接收器）實驗，與前兩者不同，將主要研究來自宇宙微波背景輻射（CMB）的微波，這些“遺跡”殘留了大爆炸后38萬年左右保留下的宇宙早期樣貌。