1917年，在他发表广义相对论一年后，爱因斯坦试图将他的引力场方程推广到整个宇宙。当时已知的宇宙仅仅是我们的银河系——肉眼可见的邻近的仙女座星系，被认为是位于我们自己的银河系内的星云。爱因斯坦的方程告诉他宇宙正在膨胀，但天文学家们向他保证事实并非如此（即使在今天，在距离仙女座星系200万光年的范围内也没有观测到膨胀；事实上，那个星系正在向我们移动）。因此，爱因斯坦在他的方程中加入了一个现在被称为“lambda”的常数，代表希腊字母。Lambda，也称为“宇宙学常数”，提供了一种阻止宇宙膨胀的力量，使其在一定范围内保持稳定。然后，在1929年，哈勃、哈马森和斯莱弗使用位于加州的100英寸威尔逊山望远镜，对非常遥远的星系进行了里程碑式的发现，发现它们正在离我们远去——这意味着宇宙确实像爱因斯坦最初的方程所指示的那样在膨胀！后来爱因斯坦访问加州时，哈勃向他展示了他的发现，爱因斯坦曾著名地说：“那宇宙学常数就该扔掉了！”并且再也没有提及它，认为lambda是他最大的“失误”——毕竟，它阻止了他从理论上预测宇宙的膨胀。快进六十年到20世纪90年代。索尔·珀尔马特，一位在加州劳伦斯伯克利实验室工作的年轻天体物理学家，提出了一个绝妙的主意。他知道哈勃的结果是利用多普勒效应测量的。来自正在远离我们的星系的光会向可见光谱的红色端移动，而正在靠近我们的星系的光会从我们的视角向光谱的蓝色端移动。这种移动的程度由天文学家称为Z的量来衡量，然后Z用于确定星系远离我们的速度（当Z为正且移动向红色端时）。但珀尔马特知道的远不止这些。作为一名天体物理学家，他研究了那些表征极其强大的宇宙爆炸的“光变曲线”（光源强度随时间变化的方式），这种爆炸被称为Ia型超新星。这种爆炸极其强大——比更常见的II型超新星（例如创造了蟹状星云的那一颗）还要强大六倍——以至于它的光芒可以与整个星系一样明亮。这使得他能够探测到非常遥远的星系中如此巨大但罕见的爆炸。他的研究团队利用夏威夷、智利、加那利群岛和太空中的望远镜，每隔三周拍摄一次数百个遥远星系的照片。在整个星系中，Ia型超新星大约每世纪才发生一次——但一旦捕捉到这种爆炸，它就能提供极其重要的信息。由于Ia型超新星的光变曲线无论发生在何处都相同，因此爆炸的光度可以用作测量爆炸所在星系距离的“标准烛光”（就像蜡烛火焰的大小可以用来估算蜡烛离观测者的距离一样，因为所有蜡烛火焰本质上大小都差不多）。因此，珀尔马特在伯克利的研究小组“超新星宇宙学项目”能够确定他们有幸观测到Ia型超新星的每个星系，既有一个距离估计（通过光变曲线分析），也有一个远离速度（通过红移Z）。数据分析揭示了一个令人震惊的意外结果：宇宙正在加速膨胀！没有人预料到这一发现的原因是，宇宙学中的普遍假设是，星系之间的相互引力最终会战胜膨胀，使其减速并停止，最终导致宇宙自身重新坍缩（然后可能是一个新的大爆炸，一次重生）——就像抛向空中的石头会减速、停止并落回地球一样。这项研究的结果导致了宇宙学中的重大反思，然后物理学家们重新发现了爱因斯坦的lambda。就像宇宙学常数最初被用来抑制想要膨胀的宇宙一样，同样的数学工具lambda——以相反的方式起作用——现在可以用来加速宇宙的膨胀。宇宙学常数，爱因斯坦的“失误”，带着复仇回来了！被认为导致加速膨胀的能量被称为“暗能量”，也称为“精质”。暗能量目前被认为占宇宙总质量-能量的73%。它到底是什么，没人知道；在数学上，它的作用是由爱因斯坦的lambda项完成的。“想象一下三维的晶格，”索尔·珀尔马特在1998年我采访他关于他开创性工作时告诉我，“晶格的每个角都有一个星系。现在想象一下晶格本身正在变大——我们这个角落，我们所在的星系，与晶格所有其他角落的距离都在不断增加。”这些距离以不断增加的速度在增加。因此，最终，宇宙可能会变得非常大、非常稀疏——这是没有人预料到的。可能永远不会有重新坍缩和重生。我们目前的宇宙似乎是一次性的事件。索尔·珀尔马特今年的诺贝尔物理学奖授予了他与澳大利亚国立大学的布莱恩·P·施密特和约翰斯·霍普金斯大学及太空望远镜科学研究所的亚当·G·里斯共同分享，后者领导了一个竞争性研究小组，“高红移超新星巡天”，该小组在同一时间获得了类似的结果。他们的研究改变了我们看待宇宙的方式。
阿米尔·D·阿泽尔是波士顿大学科学哲学与历史研究中心的や研究员，也是18本关于数学和物理学书籍以及众多研究文章的作者。他是一名古根海姆学者，经常在媒体上评论科学。更多信息请访问他的网站或在Twitter上关注他：@adaczel
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