暗能量什麼樣？愛因斯坦只「蒙」對了一半

斯隆數字巡天(SDSS)利用位於美國新墨西哥州的2.5米口徑望遠鏡進行巡天觀測，有望揭開暗能量奧秘

圖片來源 blog.sdss.org

29年前，澳大利亞和美國的研究團隊通過超新星觀測，分別發現了宇宙加速膨脹的現象。這帶來了對於宇宙的新認識，也帶給人們一個新的謎題：宇宙加速膨脹的動力來自哪裡？

科學家猜測，暗能量是宇宙膨脹的幕後「推手」。但它到底什麼樣？有什麼性質？是愛因斯坦廣義相對論中描述的真空能嗎？為了解開這些難題，科學家前仆後繼。國家天文台近日發布的一項研究認為，暗能量並不像愛因斯坦描述的那樣保持靜態，而是和宇宙中的星系、恆星類似，隨時間演化。

不可分割的時間和空間

談起牛頓，恐怕無人質疑他是有史以來最偉大的科學巨匠之一。如果當時已經設立菲爾茲獎和諾貝爾獎，僅憑藉發明微積分和發現萬有引力定律，牛頓就能輕鬆拿下這兩項世界科學大獎。

牛頓的萬有引力定律在研究太陽系內的行星運動等方面取得了巨大成功。比如，它準確描述了行星運行規律，並成功預言了海王星的存在。然而，萬有引力定律也是有局限性的。

在牛頓看來，時空與物質的運動規律之間是完全獨立的，即物質好比演員，而時空則為舞台。實驗表明，基於這種絕對時空觀建立的萬有引力定律只適用於遠低於光速運行的物體，以及處於弱引力場中的系統。對於高速運行的物體，如宇宙飛行器，或強引力場系統，如黑洞附近，牛頓力學則不再適用。

1887年，兩位科學家邁爾克遜與莫雷合作，設計並完成了一個精妙的實驗。他們出乎意料地發現光速是不變的。這明顯與牛頓力學中的速度疊加原理相矛盾。

天才的愛因斯坦大膽提出，時間與空間不能割裂開來。物質的分布與運動會引起時空的彎曲，而時空彎曲的程度又會反過來影響物質的行為。正如所料，這些「高大上」的相對論思想在當時超越了許多科學家的理解能力，因而並不被主流科學界接受。

然而真理就是真理，隨著對水星進動的完美解釋等一項項有重大「顯示度」的工作面世，愛因斯坦的相對時空觀正式取代牛頓的絕對時空觀，奠定了現代宇宙學研究的理論基礎。

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