[1月8日]科学历史上的今天——发现暗能量
1998年1月8日，研究人员公布了一个
惊人的发现——宇宙正在加速膨胀。
这是“超新星宇宙学项目”的组长索尔·波尔马特（Saul Perlmutter）在美国天文协会年度会议的一次媒体会上宣布的。不久后，该发现得到“High-Z超新星搜寻团队”的确认。
此前，
天文学家都以为：
恒星、星系和其它物质彼此吸引，所以宇宙的膨胀会变慢。追踪到的Ia型超新星的距地距离和速度表明，
这个观点并不正确。这两个团队
除了确认宇宙在膨胀加速，还告诉我们
宇宙中最重要的组成不是物质，而是暗能量。用爱因斯坦广义相对论里的宇宙常数，的确就可以描述暗能量，但科学家至今不能确定什么是暗能量。
（Cosmological Constant）
爱因斯坦认为宇宙是静止不变的。
为解释宇宙的静态，他在自己的重力场方程组里加了一个常数，名曰“宇宙常数”，
用希腊字母Λ来表示。俄罗斯数学家弗里德曼（Friedmann）认为这个宇宙常数并不稳定，于是提议这个宇宙是膨胀的，即现在的“宇宙大爆炸理论”。
艾德文·哈勃（Edwin Hubble, “哈勃望远镜”正是以他命名）通过大量观测，证据显示宇宙并非静止，而是在膨胀。爱因斯坦知道自己的理论错了。于是他
向世界宣布放弃宇宙常数，并承认这是自己一生中犯过“最大的错误”（”The
biggest blunder“）。
许多天文学家倡导
将宇宙常数重新引入理论研究。现代场理论研究真空的能量密度，而要将这种能量密度与宇宙中其它物质形式类比，就需要新的物理。于是他们将真空中能量密度和宇宙常量关联起来。增加一个宇宙常数，对于粒子物理和我们对自然界基本力的理解都有深远影响。
宇宙常数的一大好处——让理论和实际观察更一致
。
（1）
解释测量到的宇宙膨胀。一般人认为，宇宙间物质之间的万有引力会减缓有大爆炸带来的膨胀，科技让天王文学家得以观察到超新星来测量宇宙膨胀到底放慢了多少。令人惊讶的是，观察结果显示宇宙膨胀在加速！这就意味着宇宙中存在一种奇怪的物质形式或能量形式，相互排斥，而宇宙常数就可以代表这种能量。
（2）
增加宇宙年龄。另有一些观察也表明，我们需要一个宇宙常数。例如，如果用一个宇宙常数来涵盖宇宙中大部分的能量密度，我们推演出的宇宙年龄就会比不用宇宙常数大得多。之前推演出的宇宙年龄比观测到最古老的行星要年轻，这一尴尬也可以用引入宇宙常数解决。
（3）此外，在大爆炸理论标准模型中加入一个宇宙常量后，
理论预测和所观察到的大规模星系星团分布、宇宙背景微波波动、X射线星团的特质都能一致。这是一场伟大的发现。为此，2011年物理诺贝尔奖一半给了波尔马特，另一半给了“High-Z超新星搜寻团队”的两位负责人布莱恩·施密特（Brian Schmidt）和亚当·里斯（Adam Riess）。
超新星宇宙项目（Supernova Cosmology Project）合影，项目组组长索尔·波尔马特（右一）
资料来源：
https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/pt.6.6.20180108a/full/
https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_accel.html
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