科学界最伟大的革命,往往由现实和预期之间最细微的差异所引发。16世纪,哥白尼提出地球并非宇宙中心,他的立论基础在当时许多人看来,不过是天体运动中一些深奥难懂的细枝末节。今天,一场新的科学革命已经随着11年前宇宙加速膨胀的发现而拉开序幕。超新星亮度上的细微差异曾让天文学家得出结论:构成宇宙的所有物质成分当中有70%是完全未知的。
也就是说空间中充斥着一种不同于其他任何物质的成分——它们始终推动着宇宙膨胀而不像其他物质那样阻碍膨胀这种成分被称为暗能量(dark energy)
大多数人都非常熟悉这样一个观念:我们这颗行星不过是一粒宇宙微尘在一个毫不起眼的星系边缘附近围绕着一颗普通的恒星旋转在我们这个宇宙当中类似的星系至少有数十亿分布之广甚至超过我们的视界(cosmic horizon即我们能够观测到的最远边界)这使我们相信自己在中的位置没有任何独一无二之处不过有什么证据能够支持如此谦卑的观?又如何才能确定自己是否处在一个特殊位置上呢?
天文学家通常会跳过这些问题假定我们的微不足道是显而易见的不需要进一步探讨或许真的处在这样一种可能性在许多人看来似乎是不可思议然而正是世界各地一些物理学家小组最近正在认真思考的观点具有讽刺意味的是假设自己在无足轻重恰恰给提供了强大的解释能力根据归纳而成的声称任何时刻从任意一点朝任意方向看去模样都是一样的这个让我们可以把自己在一隅看到的东西外推到整个结合现代对理解暗示正在变冷其中充斥来自炽热开端的遗迹所有这些预言都被天文一一证实比如说遥远发的光似乎比邻近更红一些这种现象就能够用巧妙解释因为也会随而被相应地拉长微波探测器还发现了极早期发出的辐射——原始火球的遗迹像一层帷幕包裹在各个方向平滑得几乎完美无瑕公平地讲能成功解释这些现象自视的态度实在功不可没假设自己的位置越不重要就越能够“全面”探讨既然如此为什么我们不能安于现状如果原理真的那么成功为什么还要去质疑它问题就在于有了非常奇怪的结果过去十年来对于确定的来说总是暗于预期测出发光的重构历史就越准确严格地说不论什么样的数据都能用一个形状合适的来排除巨洞模型原因就在于假想的所驱动的会一直持续到今天如果用来精确模拟这一点就必须拥有一些非常奇怪性质确切地说表面上看到的加速度随变化而发生的改变将会泄露天机我们在一篇与合作撰写的论文中证明现有的几百颗基础上再多观测几百颗就应该足以判定谁对谁错了并不是唯一的判据年普林斯顿大学的提出了另一种可能的方法观察遇到时一小部分会被反射仔细测量这些的光谱就能推断从中某个看起来是什么样子两个小组已经将这一设想付诸实施美国达特茅斯学院的研究了畸变的精确测量数据西班牙马德里大学则直接观测单个这两个都没有检测到的存在他们最多只能对这个可能具备什么样的性质加以限制预定于年月发射升空的卫星将给做出更加严格的限制甚至可能彻底排除的存在南非开普敦大学的提出了第三种方法独立不同位置的速度通常但某一天体到之间所有区域效应由于所有都叠加在一起无法区分是还是最好能够筛除其他只某一特定空间的目前尚未完成这项任务十分困难研究不同上的形成过程或许是一种可行的办法和团的演化很大程度上取决于当地的空间通过研究不同的排除影响它们演化的效应或许分辨出上细微差异的其他可能是整体上均匀一致内部布满孔洞因此就会略有不同遥远的抵达之前穿过许多较小的扭曲它们的亮度和红移目前看来前途不妙本文作者之一克利夫顿和英国牛津大学的合作证明再现需要大量密度极低的而且必须遵循某种特殊的方式另一种可能性惯用的数学近似方法产生的把平均代入方程求解跟代入真实再结果完全是两码事换句话说先然后再实际上应该先然后为了确定这种方法到底有多准确法国里昂大学进行了一项研究他在方程引入了一组额外项表示先再产生误差如果能证明很小很不错;很大很差目前还没有得出确切结果一些人提出另一些人则声称可以忽略检验不久就将展开法国巴黎领导的超新和新设计联合任务将精确测定的历史卫星各类地面及气球运载设备更加精细地绘制背景预计建成的超巨型射电望远镜平方千米阵帮普查内的所有这场远远没有结束