2000年,毫米波河外星系和地球物理学气球巡天计划(BOOMERanG Experiment)和毫米波各向异性实验成像阵列(MAXIMA)对大爆炸以来宇宙微波背景辐射的观测已经超越了合理的怀疑。观测表明,这些“宇宙妊娠纹”是宇宙加速膨胀的有力证据。
过去十年的天文观测强化了物质(包括可见物质和暗物质)占宇宙30%的证据。里斯追踪到了70亿年前爆发的超新星,发现早期宇宙膨胀速度减缓是因为物质间的引力盖过了暗能量向外推挤的力量。
随着宇宙的膨胀,物质逐渐在空间中铺展开来,引力拖拽效应变弱了;在50亿年前,引力和暗能量相互平衡,使宇宙在一段时间内以一个稳定的速率膨胀,既不加速也不减速。在这之后,不断扩张的宇宙中不再产生新的物质,原本存在的物质被进一步“稀释”。如此一来,宇宙中物质的密度稳中有降,导致宇宙膨胀的速度加快了。
暗能量的起源
尽管暗能量的理论得到了发展,但物理学家对于暗物质起源的探寻仍然处于“黑暗时期”。在宇宙学家的一个模型中,暗能量是从在亚原子领域占支配地位的量子物理模糊定律中诞生的。量子力学看似离奇,因为在你观测某个粒子之前,粒子没有任何确定的属性;相反,同一个粒子可同时在不同位置存在。
这种与生俱来的善变性,意味着你永远无法确定某个粒子是否在那里,即使在所谓的真空中也存在着进进出出的粒子,它们转瞬即逝。这些“虚空”粒子如搅拌中的泡沫,为宇宙空间增添了能量,尽管迄今为止按照量子物理所推算出的暗能量比我们实际观测到的更多。
量子效应能创造暗能量吗?某种类似爱因斯坦宇宙常数的恒量是否能预测所有这样的现象?“正因为如此,宇宙学家开始努力寻找某种能够解释暗能量的常数,它和宇宙常数相似,但不是宇宙常数。”施密特说。