暗能量之谜再起波澜 起底看不见的宇宙

我们能看见的一切——恒星、行星以及日常世界——仅占宇宙总质能的5%。其余的95%是两种看不见、摸不着的东西：暗物质和暗能量。2025年以来，新一代望远镜的观测数据接连暗示，我们对这个“看不见的宇宙”的理解，有待修正。

让我们先回到一个基本问题：宇宙由什么组成？

想象一座城市的夜景。我们看得见亮着灯的窗户，却看不见支撑摩天大楼的钢骨架。1970年代，美国天文学家薇拉·鲁宾（Vera Rubin）发现星系边缘的恒星转速远超预期——如果只有可见物质提供引力，这些恒星早该像旋转陀螺上的水滴一样被甩入虚空。她由此推断，宇宙中必定存在大量看不见的物质在暗中“拉住”它们。这就是暗物质（dark matter），约占宇宙总质能的25%。

1998年，科学家又发现一件更离奇的事：宇宙的膨胀不仅没有在引力作用下减速，反而在加速。就好像有人在宇宙的油门上踩了一脚，把所有星系越推越远。这股神秘的推力被命名为暗能量（dark energy），约占宇宙总质能的70%。这一发现使索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）、布莱恩·施密特（Brian P. Schmidt）和亚当·里斯（Adam G. Riess）三位科学家获得2011年诺贝尔物理学奖。长久以来，物理学家假设暗能量是恒定的——它永远以同样的力度踩着油门，宇宙加速膨胀。天文物理学家也建立了许多宇宙加速膨胀理论的共识。但最新的观测数据显示，也许不是这样。

2025年3月，一座名为DESI（Dark Energy Spectroscopic Instrument）的暗能量光谱仪公布了第二批观测数据。DESI安装在美国亚利桑那州基特峰天文台的望远镜上，配备5000根光纤，能在一次曝光中同时捕捉5000个天体的光谱。它的工作方式有点像给宇宙做CT扫描——通过测量近1500万个星系的精确距离，绘制出一张前所未有的宇宙三维地图。

这张地图携带一个惊人信息：暗能量的强度可能并非一成不变，而是随时间在减弱。换句话说，宇宙油门上的那只脚，正在慢慢松开。

这一信号的统计置信度达到2.8至4.2个标准差——在科学界，通常需要达到五个标准差才能宣布一项“发现”，所以目前还不算定论。但值得注意的是，DESI的数据量比上一批翻了一倍，信号却不减反增。如果最终被证实，后果将是颠覆性的：宇宙可能不会永远膨胀下去，而是逐渐减速、停滞，甚至最终坍缩回自身——物理学家管这叫“大挤压”（Big Crunch）。宇宙的结局，也许不是冰冷的消散，而是一场灼热的收缩。

与此同时，韦伯空间望远镜（JWST）也在另一个方向上动摇我们的认知。

按照现有理论，宇宙诞生后的最初几亿年应该是一片混沌的“黑暗时代”——第一批星系尚在缓慢凝聚，一切都该是简单、微小、原始的。但韦伯望远镜看到的画面完全不同：大爆炸后仅2.8亿年，就已经存在异常明亮、结构复杂的星系，而且最亮星系的数量一度被认为是理论预测的100倍——尽管后续研究表明部分超额源于黑洞活动和尘埃效应干扰，早期宇宙的星系丰度仍远超预期。韦伯还发现了数百个神秘的“小红点”（little red dots），可能是被气体包裹的年轻超大质量黑洞，但其确切性质仍在讨论中——如果确认为黑洞，它们大到现有理论无法解释如何在这么短时间内形成。

2026年初，韦伯更在宇宙诞生仅20亿年时发现棒旋星系，还在大爆炸后仅约8亿年时捕捉到五个星系正在碰撞合并的壮观场景。宇宙的童年，远比目前标准模型描述的更加早熟。

还有第三道裂缝。科学家用两种完全不同的方法测量宇宙膨胀的速度，却得到两个互相矛盾的答案。一种方法从“近处”量起，利用某些亮度可预测的特殊恒星作为“量天尺”，一级一级向外延伸，得出宇宙膨胀速率约为73km/s/Mpc。另一种方法从“远处”看回来，根据宇宙诞生时留下的余辉——宇宙微波背景辐射——结合标准宇宙模型反推，得出约67.4km/s/Mpc。两个数字各自经过数十年反复验证，各自坚称自己正确，差距却大到不可能用实验误差解释。这一矛盾被称为“哈勃张力”（Hubble tension），至今悬而未决。

打个比方：这就像我们用卷尺量一间房间是5米长，用激光测距仪量却显示只有4.5米。两把尺子我们都信得过，但它们就是对不上。要么其中一把有隐藏误差，要么——更令人兴奋的可能——“房间”本身比我们以为的更复杂。2025年，韦伯望远镜的新测量一度让两个数字靠近了一些，但年底另一项独立测量又把它们拉开。欧洲空间局的欧几里得太空望远镜（Euclid）预计在2026年10月公布首批结果，届时或将带来转机。

暗能量在减弱，早期宇宙过于成熟，膨胀速率自相矛盾——三条线索都指向同一方向：我们对宇宙的理解，可能需要一次根本性的修正。

这并非科学第一次面临这样的时刻。400多年前，开普勒（Johannes Kepler）从堆积如山的观测数据中发现行星轨道是椭圆而非正圆，改写了人类的宇宙观。今天，从DESI到韦伯望远镜，再到即将全面运行的鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）和欧几里得望远镜，新数据正以前所未有的速度涌入，而人工智能正在帮助科学家从这些海量数据中筛选信号。物理学或许又站在一个类似的转折点上。答案就藏在数据里。而宇宙，显然还没有说完它要说的话。