第1章　宇宙是由什么構成的?

我們曾經認為自己是如此的接近真相。宇宙的整體輪廓已經基本完成,科學家們都在忙于決定宇宙結構和演化歷史。伴隨著更大更好的天文望遠鏡的出現,天文學家希望能看到和他們印象中的宇宙相吻合的精細結果。但是,出現在望遠鏡中的世界卻和預想中的大相徑庭。通過統(tǒng)計宇宙中無數星系和其中無數恒星所發(fā)出的光,我們能計算出所有物質的總和,而這一數據正是決定宇宙最終命運的關鍵。但是,所有觀測都明白無誤地指出,能夠出現在我們視野中的恒星和星系,只是宇宙中全部物質的一小部分——另外還有大量物質,是我們無法從望遠鏡中看到的。這種隱形物質由各種各樣被稱作暗物質的新型粒子構成。而這些暗物質,將比我們見過的,或是在最高級的實驗室中創(chuàng)造出的任何物質都更加新奇。

更驚人的一種可能,是宇宙中的絕大部分成分甚至不是任何物質,而是一種正在使宇宙加速膨脹的奇怪的新能量。宇宙膨脹是愛因斯坦廣義相對論做出的一個最瘋狂的預言。從時間初始的那一刻起,空間本身就開始膨脹,而隨著空間的擴張,散布在其中的星系也迅速地彼此遠離。宇宙學家原本期望萬有引力(它能匯聚物質)能對抗宇宙的擴張,并降低膨脹的整體速率。但我們所看到的卻是完全相反的現象。這一發(fā)現徹底顛覆了我們原本對宇宙的領悟。這就像某天傍晚,當我們下班開車回家時,原本期待引力會使汽車安穩(wěn)地行駛在路面上的司機,卻突然發(fā)現自己漂浮在天空之上,并且還在不斷地升高。宇宙的膨脹非但沒有減慢,反而在不斷加速,朝著一個未知的將來飛去。而這一切都是暗能量在背后不停地驅動。引力,這個曾經被認為是宇宙大尺度中的統(tǒng)治者,正在將對宇宙的控制權割讓給這個未知的、看不見的存在。

從某種意義上說,科學又進入了新一輪的探索,而這次探索將比任何魔幻小說都更神奇。在我們的眼睛和望遠鏡中出現的宇宙,將是一片壓倒性的黑暗,其中近乎四分之三是暗能量,四分之一是暗物質,而我們以前所熟悉的常規(guī)物質,只是零星散布在宇宙中的些許點綴,就像夜幕中無邊大海上的一點閃光。在20世紀物理學良好發(fā)展的基礎之上,如今我們又踏入了一個全新的領域。