宇宙學(xué)近期的發(fā)現(xiàn)證實(shí)，普通物質(zhì)和暗物質(zhì)還不足以解釋宇宙 的結(jié)構(gòu)。還有第三種成分未被發(fā)現(xiàn)，它并非物質(zhì)，而是某種形式的暗能量。

這種神秘成分存在的第一批證據(jù)，來自于對(duì)宇宙幾何形狀的測(cè) 量。愛因斯坦的理論認(rèn)為，所有的物質(zhì)都會(huì)改變它周圍空間和時(shí)間 的形狀。因此，宇宙的整體形狀就是由它內(nèi)部全部的物質(zhì)和能量來 主宰的。近期對(duì)宇宙大爆炸遺留下來的輻射所進(jìn)行的研究表明，宇 宙的形狀再簡(jiǎn)單不過了——它是扁平的！這個(gè)發(fā)現(xiàn)反過來也揭示出 了宇宙的總體質(zhì)量密度。但是在將所有的暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的潛在 來源加起來之后，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，他們還少了三分之二。

第二批證據(jù)提示人們，神秘的成分必定是一種能量。對(duì)遠(yuǎn)方的 超新星進(jìn)行觀察之后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙擴(kuò)張的速度并不像他們?cè)?來所假定的那樣在放慢；事實(shí)上，這種擴(kuò)張的速度在增加之中。除非 存在著一種遍布宇宙的、不斷地將時(shí)間和空間的結(jié)構(gòu)向外推出的排 斥力，否則這種宇宙加速度是很難解釋的。

暗能量為什么會(huì)產(chǎn)生一個(gè)排斥性的力場(chǎng)，這個(gè)問題有一點(diǎn)復(fù)雜。 量子理論認(rèn)為，虛無(wú)的粒子可以突然出現(xiàn)，存在極短的時(shí)間，然后再 遁于無(wú)形。這就是說，宇宙的真空實(shí)際上并不是真正的空無(wú)一物。更 恰當(dāng)?shù)卣f，空間充滿了低級(jí)能量，這種能量是在虛粒子和它們的反 物質(zhì)伙伴短時(shí)間地存在和消失時(shí)所創(chuàng)造出來的，這個(gè)過程之后還有 一個(gè)被稱為真空能的非常小的場(chǎng)存留下來。這種能量應(yīng)該產(chǎn)生一種 負(fù)的壓力，或者說排斥力，因而也就解釋了宇宙的擴(kuò)張為什么是在 加速。

可以考慮這樣一個(gè)類比：如果你把一個(gè)空的氣密容器上的密 封的活塞向后拉，你會(huì)在容器里制造出一個(gè)近似的真空。起初，'活塞 上幾乎沒有什么阻力，但是你拉出活塞越多，真空就越確實(shí)，活塞上 產(chǎn)生的對(duì)抗力也就越大。盡管外太空的真空能是由量子力學(xué)奇異的 定律，而不是由一個(gè)拉拽活塞的人灌輸進(jìn)去的，這個(gè)例子也不足以 說明負(fù)壓力是如何產(chǎn)生排斥力的。