宇宙在膨胀。而且，竟然是在加速膨胀。只有在一个宇宙学常数足够小的宇宙中，星系等结构才得以形成，人类才可能出现，人类才有机会发现我们处于这样的一个宇宙中。宇宙的最终命运由暗能量的性质来决定。暗能量性质主要由状态方程参数w来刻画，因此解决暗能量问题的一个关键步骤，就是精确测量这个w。于是，人类有了暗能量探测计划。
20世纪20年代，哈勃发现了宇宙膨胀。
宇宙不是静态的、一成不变的，它的浩瀚的空间每分每秒都在扩张，星系之间彼此远离而去。宇宙膨胀是20世纪最伟大的科学发现之一，直接引导出了大爆炸宇宙学的学说。几乎所有人都认为宇宙的膨胀必定是减速的，也就是说，膨胀越来越慢。这很容易理解，物质之间存在万有引力，宇宙中所有物体都必定互相吸引，这必然导致宇宙的膨胀越来越慢。
如果宇宙中总的物质密度超过某个临界值（宇宙的临界密度），那么宇宙还会在未来的某个时刻停止膨胀并开始收缩，最终把所有物质压缩到一个奇点（被称为“大挤压”奇点）。如果宇宙中的总物质密度小于或等于临界密度，宇宙还是会永远膨胀下去，尽管膨胀越来越慢。这是直至20世纪末人们对宇宙膨胀的理解。
然而，出乎所有人意料，在1998年，有两个超新星观测小组通过对遥远的超新星爆发的测量分别独立地发现，宇宙在当前竟然是加速膨胀的。也就是说，宇宙的膨胀在当前是越来越快，而不是越来越慢。这与万有引力是吸引力的经验事实明显不符。宇宙加速膨胀的发现震惊世界。人们需要弄清楚，到底是何种神秘力量推动宇宙加速膨胀的呢？
1998年，两个超新星观测小组通过测量Ia型超新星的距离-红移关系，分别独立地发现宇宙当前的膨胀正在加速。这一发现震惊世界。人们立刻意识到，爱因斯坦在1917年提出的宇宙学常数Λ有可能就是宇宙加速膨胀的幕后推手。这一发现在1998年被Science杂志选为当年的年度科学突破。
如何解释宇宙的加速膨胀？很显然，需要宇宙中存在一种能够产生排斥力的东西，当它主导宇宙的演化时，即可推动宇宙加速膨胀。
这听起来似乎有点耸人听闻，有什么东西产生的万有引力竟然会是排斥力呢？其实，广义相对论中是可以允许排斥性引力存在的。早在爱因斯坦刚写下著名的引力场方程时就意识到这一点了，即场方程中确实允许一个常数项存在，这一项等效于空间本身具有的均匀的能量密度，它的引力即是排斥性的。这个常数就是著名的“宇宙学常数”。
宇宙学常数问题最初是爱因斯坦为了得到一个静态宇宙的模型而提出的。但宇宙并非静态的，而是膨胀的。爱因斯坦本可以利用广义相对论场方程预言宇宙膨胀，但由于他相信宇宙是静态的而错失了做出这一重大预言的机会。爱因斯坦为此很懊恼，声称引入宇宙学常数是他一生中最大的错误，并认为应该从场方程中抛弃这一常数项。
宇宙学常数的值显然没有静态宇宙模型所要求的那么大，但它也不一定非要等于零。
从量子理论的角度考虑，人们发现宇宙学常数等效于真空能密度。量子理论认为“真空不空”。量子力学的测不准原理告诉我们，没有什么东西是绝对静止的、平静的，所有的东西都有“量子抖动”，空间本身也不例外。在越小的空间尺度下，这种“量子抖动”（量子涨落）越剧烈。
有一种形象的说法，说真空是“沸腾”的，就是说，真空中充斥着大量的“虚”粒子对（各种粒子与它的反粒子），它们不断地产生并迅速湮灭，这些转瞬即逝的粒子也携带着能量，而且在越小的空间尺度下，这一过程越剧烈。将这些能量加起来，就得到了真空的能量。
按照量子场论，可以算出真空能密度，其结果表明：真空能密度为常数，因此它与宇宙学常数完全等效。
一个不随宇宙膨胀而稀释的常数能量密度，它的压强是负的（按自然单位制，等于负的能量密度），因而产生排斥性的万有引力。由于在越小的尺度下量子涨落越剧烈，因此看起来真空能密度是发散的。经过长时间思考，物理学家一致认为空间存在一个最小的尺度，就是普朗克尺度（10^-33厘米），在这个尺度以下，空间没有定义。也就是说，普朗克尺度是空间的不可再分的体像素或终极原子。
将量子涨落的考虑截止在普朗克尺度，就可以得到一个有限大小的真空能密度的值。但是这个值非常巨大。而宇宙加速膨胀的观测数据所要求的宇宙学常数的值却非常小。二者相差了约120个数量级！这是科学史中没有出现过的理论与实验的巨大差异。
通常认为，空间中存在一个“裸”的宇宙学常数，真空能密度与其相互抵消，得到一个很小的、符合实际观测结果的有效宇宙学常数。但这个想法也存在困难：两个大数相消得到一个小数需要精细调节，在当前情况，需要二者在小数点后面120个位数上都精确相符，太难以思议。这个问题被称为宇宙学常数的“精细调节问题”。
还有另一个疑难问题，被称为“宇宙巧合问题”。
宇宙中的辐射（相对论性粒子，主要是光子）和物质（非相对论性粒子，即冷暗物质、原子物质等）都随着宇宙的膨胀而稀释（辐射密度比物质密度稀释更快），但是宇宙学常数（或真空能密度）不随宇宙膨胀而改变。
宇宙学常数在早期完全不重要，与辐射密度或者物质密度相比都相差至少几十个数量级，但刚好在今天，即宇宙中已形成结构并出现智慧生命（观测者）时，宇宙学常数（真空能密度）开始变得重要起来，与物质密度处于同一数量级（在今天，辐射密度已几乎为零）。这看起来像是个巧合。如果宇宙学常数略大一点，它产生的斥力就会足以阻止宇宙结构的形成，因此也就不会产生人类观测者。
如果宇宙学常数略小一点，那么今天它还是完全不重要，也不会推动宇宙加速膨胀。这就是所谓的“宇宙巧合问题”。
宇宙学常数问题非常困难，至今无解。它说明当前的物理学理论不能令人满意，还是不完备的。这个问题也反映了量子力学与广义相对论的不相容，并昭示着二者必须统一起来才可能得到一个令人满意的物理学。眼下宇宙学常数问题之所以出现，可能是因为我们不懂量子引力理论。
由于量子场论中不能考虑引力，利用该理论算出来的真空能密度就可能严重偏离现实。可以想象，如果有了一个完整的量子引力理论，那么从中得到的宇宙学常数的值就可能与观测值是完全一致的。因此，宇宙学常数问题折射出引力的量子理论的重要性。
宇宙很大。宇宙可能比我们想象的还要大。很有可能类似于我们这样的可观测宇宙还有很多很多。在这些各式各样的“可观测宇宙”中，物理的基本常数可能都是不同的。这里，物理基本常数是指不是由物理学基本定律决定的量，比如，宇宙学常数就是基本常数之一。这些基本常数在这个巨大的宇宙系统中有一个分布，在不同的可观测宇宙中有不同的值。这就是多重宇宙的绘景。
在多重宇宙中，每个宇宙中有不同的宇宙学常数。
如果在一个宇宙中，宇宙学常数很大，那么它的更大的排斥力会过早地导致宇宙加速膨胀，以至于星系、星系团等宇宙结构没有足够时间形成，当然就不会有像人类这样的智慧生命出现。宇宙中没有人类（智慧生命），就不会有人问宇宙学常数有多大这样的问题。只有在一个宇宙学常数足够小的宇宙中，星系等结构才得以形成，人类才可能出现，我们才有机会发现我们处于这样的一个宇宙中。这就是人择原理。
早在宇宙加速膨胀被发现之前，诺贝尔奖得主、美国著名理论物理学家Steven Weinberg就利用人择原理进行推理，得到了宇宙学常数的一个合理的上限值，与目前的观测值是一致的（人择推理上限值是观测值的约100倍，这已经比量子场论的计算结果好太多）。当然，很多人非常不赞同利用人择原理进行推理的方式，认为这绝不能算是研究科学的方法。这种争论一直在延续。
人择原理得以应用的前提是多重宇宙绘景的存在。
多重宇宙这一图景在宇宙学中是非常迷人的，它可以在暴胀理论中以一种很自然的方式产生出来。暴胀描述的是宇宙刚诞生时发生的一个极短暂的过程，在不到10^-30秒的时间内，宇宙的尺寸被这一过程从极度微观的尺度拉伸到宏观尺度（约为厘米尺度）。在暴胀过程中，由于量子力学施加影响，在整个宇宙中产生了各种尺度的原始的密度扰动和引力波。这种原始的密度扰动就成为后来宇宙中各种结构形成的种子。
目前为止，暴胀理论与宇宙学的各种观测都是一致的（但如果想以确定的方式验证该理论则需要探测到原初引力波）。
在暴胀宇宙学中有一类模型叫做“永恒暴胀”，它是说宇宙的暴胀一直在持续中，某些区域暴胀停止了，形成类似于我们宇宙的“可观测宇宙”，但大部分区域一直在持续暴胀，这个永恒持续的暴胀过程产生了无数的大大小小、各式各样的可观测宇宙，它们中的物理学基本常数可能是不同的，这些宇宙组成了一个规模巨大的宇宙系统，即多重宇宙（被称为“暴胀多重宇宙”）。
但问题是，如何利用观测来验证这样的多重宇宙图景？多年来，人们一直在试图寻找多重宇宙的观测证据，认为它或许可以在宇宙微波背景或大尺度结构中留下某种特定的痕迹。这种努力一直在继续，希望有一天观测能够证实或证伪多重宇宙。这将是人类对“天外有天”的深刻认识，是宇宙学的重大突破，也对人择原理的宇宙学应用提供巨大支持。
暗能量与宇宙的最终命运在有些人看来，宇宙学常数和暗能量是一个意思。
原因主要有两点：爱因斯坦引力场方程中允许包含宇宙学常数项，它可以自然地产生排斥性万有引力，从而可以解释宇宙的加速膨胀现象。从观测的角度讲，在目前的观测精度下，看起来所有的观测数据都与宇宙学常数假设是相符的。但是，更主流的观点认为，宇宙学常数只是暗能量的可能候选者之一，当然它是头号候选者。正如前面已经讨论过的，人们至今无法从理论上理解宇宙学常数为什么这么小。
这也正是人们试图寻找宇宙学常数的替代方案的原因之一。
暗能量具有更广泛的涵义。我们把宇宙中能够产生负压强并由此推动宇宙加速膨胀的能量成分称为“暗能量”。观测表明，目前暗能量占宇宙总能量的约70%左右，因此暗能量正在主导宇宙的演化。用w来表示暗能量压强与密度之比，称为暗能量状态方程参数，它是一个负值（在自然单位制下，压强与密度量纲相同，因此w是一个无量纲的量）。
只有在暗能量主导宇宙的演化且w小于-1/3的情况下，宇宙的膨胀才可能发生加速。对于宇宙学常数来说，它的压强等于能量密度的负值，因此有w=-1。暗能量的性质决定了宇宙的最终命运。