第76章 車站的守望(第5/8 頁)

強的能量，在宇宙空間中幾乎均勻分佈，不吸收、反射或輻射光，所以無法直接觀測。目前已知其佔宇宙約68.3%的質量，是宇宙加速膨脹的推手。

理論模型

現有宇宙學常數和標量場兩種模型。宇宙學常數是一種均勻充滿空間的常能量密度，在物理上等價於真空能量；標量場是一個能量密度隨時空變化的動力學場，如第五元素和模空間，但在空間上變化的標量場很難從宇宙常數中分離出來，因為變化太緩慢了。

探測與研究方法

由於暗能量難以直接觀測，天文學家主要透過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來間接研究。如利用宇宙3d繪圖專案暗能量光譜儀（dESI），透過光譜學技術收集光線，測量紅移現象，構建宇宙3d地圖，研究重子聲學振盪等，以更好地校準宇宙距離，增強對暗能量活動的測量。

潛在影響

暗能量對宇宙的演化和命運起著關鍵作用，如果其持續存在併發揮作用，宇宙可能會一直加速膨脹下去，最終導致星系之間的距離無限增大，宇宙變得寒冷、黑暗和空曠。

暗能量的研究歷史如下：

早期理論基礎

1917年，愛因斯坦為了建立一個靜態的宇宙模型引入了宇宙學常數，這是最簡單的暗能量模型，可視為等效於真空空間的質量或“真空能量”，但後來哈勃發現宇宙在膨脹，愛因斯坦認為引入宇宙學常數是他最大的失誤。1980年，艾倫·古斯和阿列克謝·斯塔羅賓斯基提出，負壓場在概念上類似於暗能量，可以在極早期的宇宙中驅動宇宙膨脹，這一理論為後續暗能量的研究提供了重要的思路和理論基礎。

關鍵發現與確認

1998年，亞當·蓋伊·里斯和索爾·珀爾馬特等人對加速膨脹的超新星觀測，發現宇宙的膨脹正在加速，這是暗能量存在的第一個直接觀測證據，之後邁克爾·特納創造了“暗能量”一詞。2000年，boomERanG和maxima cmb實驗觀測到第一個在宇宙微波背景中的聲峰，表明總物質加能量密度接近臨界密度的100%，為暗能量的存在提供了進一步的支援。2001年，2dF星系紅移巡天給出了強有力的證據，表明物質密度約為臨界值的30%，暗示了暗能量的存在。2003年至2010年，威爾金森微波各向異性探測器的更精確測量繼續支援標準模型並提供了更準確的關鍵引數測量，確定了宇宙由約72.8%的暗能量、22.7%的暗物質和4.5%的普通物質組成。

後續深入研究

2011年，諾貝爾物理學獎授予索爾·珀爾馬特、布萊恩·保羅·施密特和亞當·蓋伊·里斯，以表彰他們因超新星的研究而對宇宙學的貢獻。同年，wiggleZ暗能量巡天調查專案對超過個星系的觀測提供了暗能量存在的進一步證據。2013年，根據普朗克航天器對宇宙微波背景的觀測，更準確地估計了宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物質和4.9%的普通物質組成。2023年，歐洲航天局聯合NASA發射了歐幾里得太空望遠鏡，其使命是繪製宇宙中暗能量和暗物質組成的神秘區域，並解析這些力量對宇宙結構的影響。

暗能量的研究有助於解決其他宇宙學問題，主要體現在以下幾個方面：

宇宙加速膨脹與哈勃張力

暗能量的研究起源於對宇宙加速膨脹現象的解釋，其研究成果為解決“哈勃張力”問題提供了思路。“哈勃張力”是指在區域性宇宙中測量的哈勃常數高於使用宇宙演化模型向前計算所預測的值。一些科學家認為，早期暗能量在大爆炸後短暫出現並影響早期宇宙的膨脹，可能是解決這一問題的關鍵。

宇宙結構與星系形成