“暗能量”一詞并不是一個明確的物理概念，目前物理學(xué)家和宇宙學(xué)家們對于暗能量唯一了解的就是對它仍然一無所知，它是現(xiàn)今宇宙學(xué)中最為深刻的難題。科學(xué)家們用暗能量來命名一個宇宙學(xué)的謎團(tuán)可能只是無奈之舉，這個名詞描述的實(shí)際上是一個在1998年發(fā)現(xiàn)的宇宙學(xué)最為深刻并且令人迷惑的現(xiàn)象——宇宙正在加速膨脹。十幾年過去了，人們對于這個宇宙學(xué)謎團(tuán)的認(rèn)識并沒有任何進(jìn)展。

一個膨脹的宇宙該有怎么樣的性質(zhì)和未來？因?yàn)橛钪娴男窍抵g存在引力，這種引力將是宇宙膨脹的反作用，因此，一個膨脹的宇宙在引力作用下，膨脹速度會逐漸減慢。直到20世紀(jì)90年代，人們?nèi)匀幌嘈庞钪嬷杏凶銐虻奈镔|(zhì)和能量使這種膨脹減速或是轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s。但是，一個加速膨脹的宇宙就完全不同了，它徹底改變了人類的宇宙觀，宇宙中的某種未知的動力克服了引力作用，這使得宇宙的膨脹在目前看來無可阻擋。在發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹這個事實(shí)之后，人們命名使得宇宙加速膨脹的原因是“暗能量”，但是除了這個名詞，人們對于其中的原因仍然一無所知，也有宇宙學(xué)家通過類比，認(rèn)為宇宙中的引力和暗能量是相對應(yīng)的“陰”和“陽”，但是這種類比對于我們理解這個宇宙現(xiàn)象仍然毫無幫助。

人們試圖通過現(xiàn)有的知識來理解宇宙的加速膨脹，找到其中的驅(qū)動力，目前有幾種不同的解釋：在放棄了宇宙常數(shù)將近70年之后，人們也許需要把宇宙常數(shù)重新引入到宇宙學(xué)之中，這代表了宇宙空間的一種性質(zhì)，即空間自身可以擁有能量，這種能量使空間相互排斥，也使得更多的空間出現(xiàn)，因?yàn)榭臻g本身擁有能量，因此這種能量的密度并未降低，并且促使空間膨脹的速度越來越快。但問題是，宇宙空間為什么會有這種性質(zhì)？也有物理學(xué)家懷疑是量子力學(xué)描述的真空中出現(xiàn)的“虛擬粒子對”對抗著引力作用。當(dāng)然，還有一種可能是描述引力作用的廣義相對論本身有錯誤，需要修正，它在更大的尺度上可能失效，引力可能反過來表現(xiàn)為斥力，造成宇宙的加速膨脹。

暗能量調(diào)查項目的主要工作聽起來非常浪漫，就是數(shù)星星，或者說是數(shù)星系團(tuán)的數(shù)量，并且估算它們的質(zhì)量，但實(shí)際上這并不是一件簡單的工作。

考慮到在宇宙中存在著數(shù)以億計的星系，在一定范圍的宇宙空間內(nèi)，數(shù)出在一定質(zhì)量范圍的星系或是星系團(tuán)，并且掌握它們隨時間變化的規(guī)律絕非易事，但是目前看來，這可能正是理解暗能量本質(zhì)的關(guān)鍵。因?yàn)榘的芰渴褂钪鏀U(kuò)張，星系團(tuán)的密度隨之降低，但新的星系和星系團(tuán)也會隨著引力和暗能量的相互作用而誕生。因此，如果我們詳細(xì)了解了宇宙中星系團(tuán)的數(shù)目、質(zhì)量和年齡，就有可能了解暗能量與引力作用之間相互作用的關(guān)系。同時，根據(jù)不同的暗能量模型，超級計算機(jī)可以模擬估算出不同年齡和質(zhì)量的星系團(tuán)在宇宙中的數(shù)目，天文學(xué)家們正是通過這種實(shí)際觀測來分辨哪些模型更加可靠。

相比于數(shù)星系團(tuán)的數(shù)量，要計算它們的質(zhì)量更加困難?？茖W(xué)家們無法直接測量星系團(tuán)的質(zhì)量，只能通過幾個側(cè)面來估算，最有效的方法就是利用“引力透鏡”的方法，星系團(tuán)因?yàn)槠渥陨砭薮蟮馁|(zhì)量引起其周圍宇宙空間的扭曲，這樣當(dāng)光線經(jīng)過星系團(tuán)周圍時，就會發(fā)生扭曲，這與光線穿過透鏡造成的效果類似，因此被稱為引力透鏡現(xiàn)象。星系團(tuán)的質(zhì)量決定它對于周圍宇宙空間扭曲的程度，因此，科學(xué)家們在接受到來自遙遠(yuǎn)星系的光線之后，通過觀察它們扭曲的狀態(tài)就可以估算出它們所經(jīng)過的星系團(tuán)的大體質(zhì)量。

與天文學(xué)觀測中常用的超新星探測與重子聲學(xué)振蕩探測方式來探測天文學(xué)距離不同，暗物質(zhì)探測項目將會同時探測宇宙結(jié)構(gòu)生長的速度，這種探測會帶給我們更多宇宙成長的細(xì)節(jié)，同時也是對于廣義相對論的檢驗(yàn)。

探索暗能量注定是一個長遠(yuǎn)且艱巨的課題，同時也是當(dāng)今宇宙學(xué)研究中最為深刻的難題，人類更多對暗能量進(jìn)行探測和研究的計劃將逐步展開。對暗能量難題研究的深入注定將改變?nèi)祟悓τ谟钪娴恼J(rèn)識，要知道，人類所熟知的“普通物質(zhì)”只占到宇宙總量的5%左右，而暗能量則占到宇宙總量大約68%，從這個意義上說，暗能量不光是宇宙膨脹的驅(qū)動器，也是宇宙的真面目。

（本文寫作參考了《科學(xué)》雜志和美國航空航天局網(wǎng)站的報道）