近期，一篇名为“欧洲新发现挑战爱因斯坦，暗能量或许不存在”的文章一经发表，就引起了轩然大波。文章中提到，他们通过测量得出了“与暗能量理论不符合的结果”。他们的测量结果会推翻爱因斯坦的广义相对论吗？到底宇宙中是不是存在一种斥力，与万有引力针锋相对呢？近日，中国科学院国家天文台副研究员陈大明在接受本报记者采访时说，此次质疑并非主流声音，“推翻爱因斯坦相对论”说法不科学。

　　暗能量：与万有引力“拔河”

　　中国科学院国家天文台副研究员陈大明告诉记者，如果把宇宙比喻成一个“有弹性的物体”，那么万有引力的作用很明显———它将使一切存在于这个空间中的东西越来越近，越来越密集。但是事情没有这么简单———根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙中存在一种神秘能量，它推动着宇宙的加速膨胀———也就是说，它和万有引力的作用方向相反，二者似乎是在“拔河”。而这种斥力所对应的能量，就是所谓的“暗能量”。科学界认为，暗能量的“候选者”之一，正是爱因斯坦本人在其场方程中引入的宇宙学常数(即真空能)。

　　尽管当时爱因斯坦本人也无法肯定暗能量是否真的存在，甚至还将其称为自己一生中所犯最大错误，但后人们的研究结果还是将方向指向了这个曾不置可否的结论。

　　科学界提出三种测量方法，其中两种证实了暗能量存在

　　“测量暗能量的方法有三种。其一是1998年对宇宙超新星的观测。其二就是宇宙微波背景辐射的测量方法。两种观测已经成功证明暗能量的存在。”据陈大明介绍，要证明暗能量存在或不存在都不是一件简单的事。在2003年时，美国科学家通过对宇宙微波背景辐射在不同方向上的涨落的测量表明，在宇宙的组成成分中，4%是一般物质，23%是暗物质，另外的73%是暗能量。

　　“而这次欧洲科学家提出的对于爱因斯坦相对论的质疑，是建立另一种独立的观测方法之上的。”据陈大明介绍，也就是这种方法———对遥远星系团发出的X射线进行观测和分析，目前没有得出相应的支持暗能量存在的数据。

　　暗能量存在受到质疑，科学家称观测结果与理论不符

　　观测发现，星系团由成百上千个星系组合而成，其半径达数百万光年。星系团的特点之一是其中有大量炽热气体。通过对这些炽热气体发出的X-射线的观测，天文学家们可以确定出气体在星系团总质量中所占的比例。这个比例随时间的演化是敏感于宇宙模型的，而宇宙模型由普通物质密度、暗物质密度、暗能量密度和哈勃常数等参数决定。如果暗能量存在而且占主导，那么古老的和年轻的星系团中的炽热气体比例应该有所差异。

　　而此次欧洲科学家通过对古老的和年轻的星系团中大量炽热气体进行测量，发现两者中气体比例并无不同，得出了与暗能量理论不符的结果。不过专家指出，新结果是否意味着人们一直探讨的宇宙暗能量“或许并不存在”，仍需更多的观测研究来证明。

　　暗能量的提出基于宇宙大爆炸理论

　　要想说清楚暗能量存在与否到底有多么重要的意义，我们不得不从宇宙的开始与结束说起。宇宙的起源至今还是一个谜。而现代天文界普通认同的观点，竟然与中国流传以久的神话故事———盘古开天辟地有异曲同工之处。

　　这种观点认为，最初的宇宙只是一个点，体积虽小，但却是超高温、高密度的一点。大约在180亿年前，这个点发生爆炸并开始膨胀，温度也随之降低。降温过程中能量生成中子、质子，它们又合成原子核———宇宙就这样形成了。当然，大爆炸理论认为今天的宇宙仍在继续膨胀。

　　尽管得到了大部分科学家的认同，大爆炸理论只是搭好了研究的框架，框架里诸多问题不是犹抱琵琶半遮面，就是依然悬而未解。比如，相对无处不在的万有引力来说，宇宙是加速膨胀的吗？如果是，那又是什么神秘的存在物推动的呢？而这样的质疑，正是暗能量理论提出的基点。

　　1998年，暗能量正式登上天文舞台

　　有了提出理论的基点，我们不禁发问：暗能量到底是什么？用陈大明的话解释，暗能量就是充满宇宙的、具有斥力的奇怪能量。

　　1998年，两名科学家组成的研究小组对一颗正在遥远星系爆炸的恒星即超新星进行观测后，发现它们的亮度比预期的要暗。这意味着它们的位置比预想的位置要远，换言之就是它们正在远离地球。这个发现，震惊了科学界。

　　天文学家们分析认为，造成这种现象的原因是：从几十亿年前的某个时刻开始，宇宙的膨胀速度加快了。这个结果说明宇宙中除了万有引力外，必然存在一种斥力推动着宇宙的膨胀———与这种“斥力”对应的能量就是“暗能量”，它甚至比万有引力更加强烈。

　　万有引力和暗能量的较量：宇宙结局将取决于胜者

　　世间没有恒定不变的物质存在，连宇宙也不例外。我们存在的宇宙在引力与斥力的作用下变化着，好似一场拔河比赛。问到宇宙如何结束，结局似乎只有两种———

　　第一个可能：如果万有引力“力气更大”，足以使扩张最终停止，那么宇宙就注定会发生坍缩，最终变成一个大火球———这个过程与开始的大爆炸相当，但过程却是正好相反的“大崩坠”。一切都将在烈焰中终结。

　　第二个可能正好相反。如果万有斥力，也就是暗能量占了上风，那么宇宙最终将变成一个令人感到“不快”的黑暗和寒冷的世界。我们看到的发光发热的恒星，是通过使轻原子核(主要是氢和氦)发生聚变反应形成较重的原子核来产生能量的。当恒星内部储存的氢和氦消耗殆尽的时候，衰老的火焰会因为没有新原子来替代已经消耗掉的原子而熄灭，同时宇宙也会逐渐衰变成一个漆黑一团的空间。

　　此次质疑并非主流声音，“推翻爱因斯坦相对论”说法不科学

　　质疑的声音，从来都是科学进步的重要基石。但是，陈大明告诉记者，这种暗能量不存在的观点目前还是个别人研究得出的结论，它还远不能代表整个天文界的观点。至于为什么这篇文章会引起轩然大波，陈大明解释说：欧美国家大众媒体往往将这些非主流意见放到互联网，供大家参考。在中国，许多网络受众对天文科学的认识大都是门外汉，并不了解正确的观点。在这个时候，如果出现其他的声音，人们就很容易对天文学的科学性产生质疑。

　　他最后对爱科学的人们提出建议：关心科学的发展，除了对各种研究的敏感性之外，更要认定主流的、有强有力的观测结果支撑的论调。对不同的声音要学会辨别。

　　背景知识

　　暗物质

　　宇宙中最显而易见的组成部分当然是天空中那些晶莹闪烁的星星以及美丽多姿的星云星系等，在宇宙学上这些被统称为可见物质。在过去，人们曾经很自然地把可见物质作为宇宙物质的主要组成部分。但是到了近代，尤其是二十世纪八十年代，这种观点却遭到了来自观测和理论的双重挑战。在观测上，人们发现宇宙中的某些运动学现象，比如星系旋转速率的分布无法完全用可见物质形成的引力场来解释。换句话说，为了解释某些观测现象，必须假定宇宙中除了可见物质外，还存在某种不可见的物质，这种物质被形象地称为暗物质(英文Dark Matter)。

　　在国际主流观点中暗能量(Dark en-ergy)是存在的，并在宇宙过程中占据着65%的“份额”。

　　稿源： 北京科技报