美國太空總署寬視場紅外巡天望遠鏡幫助揭開宇宙的命運

科學家發現，稱為暗能量的神秘壓力佔宇宙總能量含量的68％左右，但到目前為止我們對它的了解還不多。 探索暗能量的本質是美國太空總署正在建造寬視場紅外巡天望遠鏡（Wide Field Infrared Survey Telescope，簡稱 WFIRST）的主要原因之一，用新的太空望遠鏡巡天測量，有助於照亮暗能量謎題。 通過深入了解暗能量，我們將更 加明暸宇宙過去和未來的演變。

直到20世紀，大多數人都相信宇宙是靜止的，在整個永恆中基本保持不變。當愛因斯坦於1915年發展他的廣義相對論，描述重力如何在時空結構中發揮作用時，他很困惑地發現理論表明宇宙必須擴張或收縮。他做了一些修改以保留一個靜態的宇宙，加上他稱之為宇宙常數的東西，儘管沒有證據表明它確實存在。這種神秘的力量應該抵消重力來控制一切。

然而，隨著20世紀20年代即將結束，天文學家喬治·勒梅特（Georges Lemaitre）和愛德文·哈勃（Edwin Hubble）發現了一個令人吃驚的現象，除了極少數例外，星系之間相互競爭。宇宙遠非靜止 - 它向外膨脹。因此，如果我們想像重新開始這種擴張，就必須有一段時間宇宙中的一切都幾乎是不可能的熱和靠近在一起。

宇宙大爆炸理論描述了宇宙從這個最初的超級高密度狀態的擴張和演化。科學家推測，重力最終會減緩，甚至可能完全逆轉這種擴張。 如果宇宙中有足夠的物質，重力將克服膨脹，宇宙將在火熱的大吵鬧中崩潰。否則，宇宙擴張永遠不會停止，星系之間會越來越遠，直到它們越過可觀測宇宙的邊緣。 我們遙遠的後代可能不知道有其它星系的存在，因為它們太遙遠而無法看見。 隨著宇宙逐漸消失為冰冷的黑色。

天文學家通過使用地面望遠鏡研究相對較近的超新星爆炸來測量膨脹率。 1998年，當哈勃太空望遠鏡對更遠的超新星進行觀測時，這個謎團升級，顯示宇宙在過去的實際擴張速度比現在更慢。 正如大家所想的那樣，宇宙的膨脹並沒有因重力而減緩。 它正在加速。

直到今天，雖然我們仍然不知道究竟是什麼導致加速，但天文學家給這些未知的東西一個名稱：暗能量。 這種神秘的壓力長期以來一直未被發現，因為它太弱了以至於重力超過人類，行星甚至銀河系的規模。 當你在閱讀時，它會在你的身體裡出現在你的房間內，但重力會抵消它，所以你不會飛離你的座位。 只有在星系際範圍內，暗能量變得明顯，就像一種對重力的弱反對。

什麼是暗能量？理論科學家正在追逐幾個可能的解釋。其中包括：宇宙加速可能是由一個新的能量成分引起的，這需要對愛因斯坦的重力理論進行一些調整，也許愛因斯坦稱他最大錯誤的宇宙常數畢竟是真實的。或者，愛因斯坦的重力理論可能會在宇宙論尺度上被打破。 如果是這種情況，那麼理論將需要用一個新的理論代替，這個理論結合了我們觀察到的宇宙加速度。 理論科學家仍然不知道正確的解釋是什麼，但寬視場紅外巡天望遠鏡將幫助我們找到答案。

【圖、文：節譯自美國太空總署網頁】