暗能量：让宇宙撕裂还是坍缩，科学家正解开谜团
科学家们正逐步揭开暗能量的神秘面纱。按照目前的理论，暗能量，这种占据宇宙近70%的未知力量，正以加速膨胀的方式推动星系彼此远离。
近日，一项由国际团队主导的最新研究显示，暗能量可能并非恒定不变，而是随时间逐渐减弱。这一发现不仅挑战了现有宇宙学理论，更可能改写人类对宇宙未来命运的认知。
图1. 宇宙大爆炸和膨胀的过程
宇宙中的大部分质量来自“暗物质”，它不与光直接相互作用；暗物质通过重力相互作用，最多与其他粒子相互作用较弱。宇宙总能量预算由约25%的暗物质、5%的由原子组成的“重子”或“普通”物质和约68%的暗能量组成（见图2）。
我们还不知道宇宙中大部分的能量是由什么组成的。这使得暗能量成为宇宙学（也许是所有科学）中最大的谜团之一，也是许多实验和调查的焦点。
图2. 构成宇宙的物质
暗能量：宇宙膨胀的“隐形推手”
暗能量是现代宇宙学中最大的谜题之一。它驱动着宇宙加速膨胀，其存在由观测到的遥远超新星亮度异常（1998年诺贝尔奖成果）首次揭示。此前，科学家普遍认为暗能量是“宇宙常数”，一种恒定的真空能量。但2023年的一项研究提出新假设：暗能量可能并非恒定，而是会随时间变化。
DES项目：绘制三维宇宙地图
DES，Dark Energy Survey，暗能量测量项目，利用暗能量光谱仪（DESI, dark energy spectroscopic instrument） ，一台配备5000根自动化光纤的精密仪器，正在以史无前例的规模绘制宇宙三维地图。其核心目标是追踪110亿年来星系的分布与运动，从而揭示暗能量的行为规律。
关键进展：
数据量突破：
DES已收集近1500万个星系和类星体的光谱数据（2023年首批数据为120万，2025年更新后增至1500万），远超此前所有巡天数据总和。 三维建模：
通过测量星系“红移”（因宇宙膨胀导致的光波长拉伸），DES团队构建了跨越数十亿光年的三维空间分布图，捕捉暗能量对星系运动的实时影响。
最新发现：暗能量或正在“退场”
在2025年3月的美国物理学会会议上，DES团队公布最新分析结果：
数据支持暗能量减弱假说：
结合超新星观测、宇宙微波背景辐射（CMB）及引力透镜效应数据，研究显示暗能量的“强度”可能随时间降低。 统计显著性争议：
目前，该结论尚未达到物理学“金标准”（5σ置信度），但已接近临界阈值。DES计划于2026年完成对5000万天体的观测，以进一步验证这一趋势。
科学界的反应：颠覆性还是巧合？
“颠覆宇宙学范式”
宾夕法尼亚大学宇宙学家Bhuvnesh Jain表示，若暗能量确在减弱，可能意味着现有理论（如广义相对论）需彻底修正，甚至需引入新物理机制。 谨慎乐观：
南加州大学Kris Pardo强调，需多个国际合作项目（如欧空局“欧几里得”卫星、智利鲁宾天文台）的数据交叉验证，才能确认结论。
宇宙未来的命运的两种可能
暗能量的行为将决定宇宙终极归宿(图3)：
永恒膨胀到Heat Death：
若暗能量恒定，宇宙将无限膨胀，温度趋近绝对零度，星系彼此远离直至“孤独死亡”。 大坍缩（Big Crunch）：
若暗能量减弱甚至逆转，引力可能最终主导，宇宙收缩至奇点，终结于一场“大挤压”。
中国科学家的贡献
中国科学院国家天文台团队通过北京-亚利桑那巡天（BASS） 为DES项目提供了关键数据支持：
北天区图像数据：
历时5年完成对北半球天空的高精度成像，为DES光谱观测提供目标定位。 技术验证：
在DES试运行阶段（2021-2023年），中国国家天文台参与优化观测策略与数据处理，确保巡天精度。 国际合作角色：
DES项目董事会成员邹虎研究员指出，BASS数据是DES“三维地图”的重要基石，助力科学家更精准地解析暗能量动态。
未来展望：揭开宇宙终极之谜
DES的终极目标：
2026年完成5000万天体的光谱采集，将三维宇宙图的分辨率提升至前所未有的水平。 多信使天文学协同：
结合欧几里得卫星的高精度星系形状测量、詹姆斯·韦伯望远镜的深空观测，科学家有望在2030年前锁定暗能量本质。