如果你也曾经好奇，在夜空中闪烁的星星究竟有多大，距离我们到底有多远？那么，你就和人类历史上最深邃的灵魂走到了一起。对于天空的好奇，对整个宇宙发出一连串的追问，是人类文明发展历史中不曾断绝的，最深邃的疑问；也是让人类从愚昧走向文明，不断追求真理的最根本的驱动力。
什么是“宇宙”？简单来说，宇宙就是时间和空间，以及在时空中所包含的所有物质和能量的总和。宇宙是可能被理解的吗？回顾人类历史，各文明大多流传着某种超自然的伟力创造出时空秩序，随后人类被置于宇宙中心位置的创世神话。古人出于本能认识到时空是生命存在的基础，是一种“先验”的存在。大地和天空、日月星辰都是永恒的体现，是无须质疑，也是无从质疑的形而上的概念。
1993年，美国宇航员斯托里·马斯格雷夫（右）锚定在“奋进”号航天飞机机械臂上，正准备被升至哈勃空间望远镜顶部进行维护任务
人类对于宇宙的概念，以及关于自身在宇宙中位置的认知，也都在逐渐发生着改变。地球真的处于宇宙的中心位置，恒久不变吗？通过天文观测，人类开始逐渐对于宇宙有了理性认识。从16、17世纪开始逐渐认识到太阳才是宇宙的中心，人类的宇宙观艰难地实现了从“地心说”到“日心说”的转变，天文观测紧紧地和物理学联系在一起。在缺乏可靠的计时和测距工具的年代，天文观测是人类唯一可行的观测手段。所谓的“第一次物理学革命”正是通过精确的天文观测得以完成的。
进入20世纪之后，一些更实际的天文学问题需要被解答：如果说太阳系是银河系的一部分，那么银河系是否就是宇宙的全部？在银河系之外是否还有其他天体？天空中的“星云”究竟是什么，它们究竟是银河系中的气体和尘埃的聚集，还是像一些人所猜想的，是距离银河系遥远的“岛宇宙”？这些天体距离我们到底有多远？此时“第二次物理学革命”方兴未艾，天文学家从物理学中获得了一件有力的武器——广义相对论。天文学和物理学以前所未有的紧密方式结合了起来，一个前所未有的鲜活的宇宙终于呈现在人类面前，宇宙学诞生了。
各式各样的太空望远镜被建造出来，这是人类望向宇宙、回望过去的眼睛。人类急于知道宇宙究竟有多大，在宇宙中散落着多少星系，这些星系如何分布，而在这个动态的宇宙中，一切又都从何而来？如果说整个宇宙都处于膨胀之中，那么如果我们回溯过去，是否又说明一切都始于同一个时间和空间的起点？这样的起点又意味着什么？
美国天文学家埃德温·哈勃工作照（摄于1930年代）（视觉中国 供图）
光对于人类来说如此重要。人不仅主要通过光来熟悉环境，也要利用望远镜捕捉来自百亿年前的微弱光线，探索星系刚刚形成时的样貌。问题在于，我们的所见，就是时空中的全部吗？随着宇宙学的诞生和发展，人们开始意识到，在宇宙总质能中的95%，都无法直接通过光进行探测和研究。人们只能对这些宇宙真正的主宰者冠以“暗物质”和“暗能量”的名字。暗物质、暗能量，以及将时空封闭，连光都无可逃脱的黑洞……弥漫在宇宙之中，与时间和空间共同舞动，塑造着宇宙的未来。人类此前却对此一无所知。进入21世纪之后，随着人类探测宇宙的手段不断丰富，宇宙的可见部分和宇宙的“暗面”终将融合在一起，为我们拼凑出一个完整的时空景象。
粗略算来，现代宇宙学是在大约一个世纪前诞生。1925年1月1日，在威尔逊山天文台（MountWilson Observatory）工作的天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble），在美国天文学会会议上做了题为《螺旋星云中的造父变星》（“Cepheids in Spiral Nebulae”）的报告，以坚实的观测证据表明，银河系并非整个宇宙，而只是宇宙中众多星系之一，彻底终结了一场持续了数十年的天文学大辩论：银河系究竟是整个宇宙，还是只是宇宙中的一个星系？
螺旋星云（也称为NGC 7293）（视觉中国供图）
100年时间里，人类对于宇宙的探究从“岛宇宙”之争延伸到“暗能量”之谜。自从现代宇宙学诞生以来，人类对宇宙的认识几经变化，对于时空的探索范围则扩大了数千万倍。随着探索的不断深入，人类终于开始意识到，我们所能“看到”的物质其实只占整个宇宙中质能总量的5%左右。我们所有的科学理论，能够描述和解释的范围，大约也只局限在这5%以内；而星系的形成、宇宙的演化，这种涉及极大时空尺度的现象，都要受宇宙中处于统治地位的“暗物质”（DarkMatter）和“暗能量”这类不可见物质和能量的支配。而随着人类探究宇宙的手段越来越丰富，宇宙学研究迎来了它的黄金时代，宇宙曾经不为人所知的“暗面”也逐渐开始显露出来。
约1940年，埃德温·哈勃手拿一张星系图像（视觉中国 供图）
就在哈勃做出“世纪发现”的百年之后，在2025年3月，由来自世界各地70多家研究机构，将近900名研究人员参与的暗能量光谱仪项目（Dark Energy Spectroscopic Instrument，DESI）发布了它进一步的宇宙观测数据——这次持续了三年多的观测涉及宇宙中数以千万计的星系，有可能揭示出宇宙学最大谜题“暗能量”（Dark Energy）的变化。虽然DESI项目的观测结果还没有得到最终证实，需要更多的数据积累，但因为其意义重大，早已引起了全世界的关注。
正是因为DESI项目的规模和精度都前所未有，在整个项目尚未完结，刚刚发布第一批观测数据时就引起了全世界的关注。在2024年6月，DESI项目首先公布了它观测的数百万个星系、类星体和恒星的光谱数据。令人吃惊的是，这些数据显示，暗能量并不是一个不变的常数，而是在过去数十亿年里逐渐减小！该如何理解这个在逐渐减小的加速度？人们目前还没有合理的解释。另一方面，DESI项目公布的还只是初步数据，并不算是正式的科学发现，毕竟这个项目仍在进行之中。
法国圣马丁代尔市毫米波射电天文学研究所的工作人员正在展示事件视界望远镜捕获的首张黑洞照片。这个黑洞位于“M87”星系的中心（视觉中国 供图）
在2025年3月，DESI项目进一步公开了它的观测数据。最新的观测结果显示，暗能量确实有很大可能是在随时间减小。尽管科学界普遍认为确定一个科学发现需要达到“5σ”的“黄金标准”（达到这个标准说明此发现的可信程度达到了99.99994%），不过，从DESI项目在2024年和2025年公布的数据趋势来看，大多数人认为“暗能量正在随时间减弱”的置信度已达到黄金标准，被公布为一个正式的科学发现只是时间问题。
DESI项目为什么被称为第四阶段的暗能量探测实验？人类是如何花了20多年时间，逐渐扩大探测范围和精度，从发现暗能量，到能够探测出暗能量的变化特点？关于这些问题，我们采访了中国科学院国家天文台的邹虎研究员。邹虎所在的研究团队全程参与了DESI项目，他为我们讲述了这个现代宇宙学探测项目从筹备到运行的详细过程。
在这期报道中，我们也采访了比利时鲁汶大学的宇宙学家托马斯·赫托格（Thomas Hertog）。赫托格在博士研究期间的导师正是剑桥大学著名的理论物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）。在剑桥时，两人曾经在宇宙学领域进行过长期密切的合作研究。赫托格在他的宇宙学科普著作《时间起源》（Onthe Origin of Time）一书中提到，霍金在晚年对于宇宙学研究的认识有了根本性的改变，而这种改变也成为赫托格进行宇宙学研究的起点。那么，暗能量可能会发生变化的消息能够带给宇宙学家什么样的启示？赫托格表示，虽然一切还没有定论，但暗能量可能随时间变化的消息确实可能从根本上扭转宇宙学家进行研究的思路。
比利时宇宙学家托马斯 · 赫托格（左）在读博士期间和导师霍金的合照（受访者供图）
什么是宇宙的恒常，又有什么始终处于变动之中？宇宙中可见与不可见的部分在发生着怎样的相互作用，各部分自身又在发生着怎样的变化？人类对于宇宙和自身本质的追问，几千年来从未断绝，又总会带来更多的疑问。我们望向太空，追问着100多亿年前那场宇宙大爆炸的细节，往往又会忘记我们自身便是那场大爆炸，以及之后无数恒星爆发的产物。
星空充满了诗意，宇宙学如此令人着迷，但实际上，宇宙何其稀薄。整个宇宙平均每立方米的空间中只有大约2.5万亿分之一克的物质！宇宙空间非常接近真空状态。宇宙又是一个何等的奇迹。在距离星系中心2.6万光年，银河系猎户旋臂（Orion Arm）内侧的位置上，一颗蓝色行星在围绕着一颗毫不起眼的恒星运转。在几十亿年时间里股票配资免费，这颗蓝色行星上出现了各式各样的生命形式。一种动物由于某种特殊的演化机制具备了极为复杂的大脑——这是整个宇宙中最复杂的机器，每个大脑内部神经元的数量要比整个银河系中恒星的数量还要多。在这样大脑的驱动下，人类充满迷惑地望向整个宇宙。他们希望能够理解宇宙，也希望能够理解自己。而宇宙——这个时间、空间、物质和能量的混合体，借助人类的目光，也在充满惊奇地看着自己，希望能够理解自己。
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