暗能量可能并非恒定——这将改变一切

标准宇宙学模型又出了问题

三十年来，物理学家一直基于Λ冷暗物质模型（ΛCDM）构建对宇宙的认知——一个将暗能量视为空间本身固定不变属性的框架。宇宙学常数Λ应当是恒定的。没别的可能。这是最简单的解释，而按物理学中所有重要标准衡量，简洁是一种美德。自20世纪中叶以来，奥卡姆剃刀原则就一直指导着理论工作，而ΛCDM以优雅的姿态通过了这项考验。它比任何竞争模型都需要更少的假设，同时却解释了极其广泛的观测现象。

那个假设刚刚变得难以自圆其说。

暗能量光谱仪（DESI）的最新一轮数据，结合宇宙微波背景辐射和遥远超新星的观测结果，暗示暗能量可能根本不是恒定的。它或许正在演化。如果这一发现能够站稳脚跟——统计置信水平正在攀升，尽管尚未达到构成发现的门槛——那它远不止是微调一个参数。它在动摇自20世纪90年代末以来一直主导宇宙学的标准模型的最简单版本。其影响远超一个数字。它们深入到了我们对真空能量、量子场论以及一切存在之终极命运的理解之中。

哈勃张力只是开端

裂痕始自一个数字。或者更准确地说，是两个本该一致却并不一致的数字。

普朗克卫星测量大爆炸的余辉，得出宇宙的膨胀率为每百万秒差距每秒67公里。亚当·里斯（Adam Riess）领导的SH0ES团队利用造父变星校准的Ia型超新星测量邻近星系的距离，得出73。两者相差6公里每秒每百万秒差距。随着更精密仪器的使用，这个差距非但没有缩小，反而扩大。每一代测量都带来了更紧的错误条，而冲突却愈发深入。

科学家们称其为哈勃张力，并将其视为令人头疼的偏差——随着测量精度提升终将被解决的东西。但它并未消散，反而变得更加顽固。随后，它不再看起来像是测量误差。这种可能性——两个独立方法，使用完全不同的技术、观测宇宙的不同时期，仅仅因巧合而 converged on wrong answers——概率现估计约为万分之一。这不是噪声。这是一个信号。

哈勃张力迫使宇宙学家面对一个他们长期驳回的可能性：问题不在于测量，而在于模型本身存在缺陷。演化的暗能量是多种提出方案中的一种，尽管并非唯一。有人建议早期宇宙中存在新的相对论性粒子。还有人指向广义相对论的修正。但演化的暗能量之所以获得关注，是因为它是最直接的调整方式——它只需改变一个假设，而非重建整个理论框架。

DESI搅乱了局面

2025年3月，DESI研究人员发布了重新定义整个讨论的发现。该仪器绘制了数以百万计的星系和类星体地图，利用重子声学振荡——早期宇宙中声波留下的冻结印记——作为标准尺，重建跨越数十亿年的宇宙膨胀历史。当这些数据与其他观测结果结合时，表明暗能量可能随时间变化，而非保持固定。

这之所以重要，是因为ΛCDM依赖于Λ的恒定性。如果暗能量演化，宇宙学常数就并非完整故事。最简单的模型是错误的。不是近似错误。而是根本性的不完整。宇宙学常数由爱因斯坦作为数学上的权宜之计引入，后来被抛弃，又在20世纪90年代被 resurrected 为解释宇宙加速的主流方案。它与数据完美契合。直到不再契合为止。

里斯与天文学家亚历克西·勒奥托（Alexie Leauthaud）在2025年8月发表的一篇论文中捕捉到了当时的情绪：“Λ冷暗物质模型中出现了不断扩大的裂缝。“他们还进一步指出，当同时面对所有可用数据时，标准模型难以描述宇宙完整的膨胀历史。措辞谨慎——物理学家很少如此直白地发言——但信息毫不含糊。基础出了问题。

然后是莱曼阿尔法森林的复杂因素

科学很少直线前进。2026年7月，DESI研究人员发布了使用莱曼阿尔法森林的新分析——这是古代类星体光线穿过宇宙中氢云时留下的吸收图案。这项技术探测的是不同于重子声学振荡的 regime，回溯时间更远，采样了宇宙的不同体积。

结果使膨胀测量更接近ΛCDM的预测。是的，更精确了。但也更复杂了。它并未解决张力。它使图景更加模糊。在标准模型内解读时，莱曼阿尔法数据得出的膨胀率与普朗克一致。但当与重子声学振荡结果并列解读时，综合数据集仍偏向于时变的暗能量状态方程。张力依然存在，现在分散在多条观测路径而非集中于单一偏差。

一组数据集暗示暗能量正在演化。另一组则拉回恒定性方向。真相很可能介于两者之间，或两者皆非，而数据本身尚未足够决定性以宣告赢家。但明确的是，依赖单一测量来裁决基本问题的时代已经结束。宇宙学正进入一个阶段，竞争性数据集要求调和，没有单一仪器能声称拥有权威。

谁赢谁输

如果暗能量正在演化，其影响将在宇宙学的每个角落产生连锁反应。理论后果立竿见影且影响深远。宇宙学常数——目前被理解为真空能量密度——将需要被动力学场取代，比如精质场或更奇特的事物。这将需要修改量子场论，后者预测的真空能量远超我们观测到的值——物理学史上最糟糕的理论预测。演化的暗能量或许最终能提供解决那个偏差的抓手，也可能使其加深。

宇宙的命运再次成为开放问题。恒定的暗能量驱动持续加速——一种寒冷、孤独的膨胀，在数万亿年内将星系撕裂。演化的暗能量开启了其他可能性。它可能减弱，允许引力重新占据主导，并可能导致收缩场景。它可能增强，使膨胀加速超出当前预测，产生剧烈的"大撕裂”。热寂的标准叙事不再得到保证。一切的终结不再被注定，或者说，不再被写在宇宙学常数之中。

诺贝尔奖得主们本身正在敲响警钟。里斯、珀尔马特（Perlmutter）和布莱恩·施密特（Brian Schmidt）因发现宇宙加速而获得2011年物理学诺贝尔奖。他们的工作奠定了ΛCDM的基础。如今里斯公开质疑从这个发现中成长起来的模型。当理论的缔造者质疑其核心假设时，值得倾听。这不是对抗主义。这是科学方法按其设计运作——好奇心超越依恋。

在输家一方：以完善恒定暗能量框架为职业生涯核心的物理学家。不是因为他们的工作白费了——它产生了真正的知识、精确的限制和数十年的预测成功——而是因为目标一直在移动。最简单的解释是优雅的。事实证明优雅并不等同于正确。下一个模型会更复杂，而复杂性并非科学的缺陷。它往往是离真相更近的信号。

接下来会发生什么

宇宙学的近期未来看起来混乱。更多DESI数据即将到来。第三年和第四年的观测将使样本量翻倍，并显著收紧限制。欧洲空间局发射的欧几里得空间望远镜正在三维绘制宇宙地图，并将独立验证这些发现。即将发射的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜也将加入自己的测量。每一个新数据集要么收紧演化暗能量的限制，要么强化恒定模型。其中一种很可能在未来五年内证明具有决定性。

超越数据，更深层的转变正在进行中。宇宙学正从一门拟合参数的学科转向一门直面模型失败的学科。ΛCDM模型从未打算成为永恒的。它始终是一个占位符——我们有过的最好模型，而非最终模型。这种区分很重要。这意味着当前的危机并非科学的失败。它是科学在运作。物理学家感受到的不适，正是触及边界的感觉，而边界总是紧随其后要么迎来完善，要么迎来革命。

现在明确的是，舒适确信的时代已经结束。标准宇宙学模型得以存活，是因为它足够有效。它预测了宇宙微波背景辐射谱、星系分布、轻元素丰度。它做出了大胆且被证实的预测。它从未打算成为终点。它始终是一个进行中的工作。

现在的问题是，这些裂缝是表面性的还是结构性的。如果暗能量确实在演化，数学将改变。时空的几何将改变。宇宙的故事将从简单的加速变为更复杂的东西——或许是一个循环，或许是一次转型，或许是一些尚未被充分表述的东西。我们尚不接近回答那个问题。但我们比去年更近了，而这对物理学的多数问题来说，已是难得的说辞。

宇宙，看来，还没有结束它带给我们的惊喜。