本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
宇宙的誕生到底源自哪裡？到目前為止，最被人們廣泛接受的理論是宇宙大爆炸理論，但是宇宙大爆炸到底是怎麼產生的？或者說到底是宇宙中的哪個環節導致了宇宙大爆炸？根據近日的一項研究，科學家推測暗能量可能導致宇宙大爆炸的罪魁禍首，暗能量可能布局了宇宙的形成？那麼暗能量是如何塑造我們的宇宙的?首先我們需要了解暗能量。
暗能量
說到暗能量，就必須要提到一位著名的天文學家哈勃，哈勃發現了大多數星系都存在紅移的現象，建立了哈勃定律，被認為是宇宙膨脹的有力證據，而宇宙膨脹的速度與距離之比就叫做哈勃常數。2019年9月，德國科學家利用引力透鏡效應計算出哈勃常數為82.4，從而推算得到宇宙年齡為114億歲，比主流觀點認為的137億歲年輕20多億歲。但是據宇宙學家所知，宇宙加速膨脹背後的神秘力量，一種我們稱之為暗能量的力量，是恆定不變的。
根據一項新的研究，科學家猜測暗能量完全有可能在過去發生了變化，而正是這些變化可能導致我們日常生活中的粒子充斥了宇宙，這項新研究背後的科學家們提出了這樣的看法：宇宙在膨脹，但也充滿了物質。隨著時間的推移，所有這些物質的引力應該會減緩宇宙的膨脹。然而，擴張並沒有放緩。它甚至沒有保持相同的速率。它是越來越快。
每過一天，我們的宇宙就會變得越來越大，越來越快。宇宙學家稱導致這種加速膨脹的「元兇」為「暗能量」，但是我們根本不知道是什麼導致了它的存在，它從哪裡來，將來會發生什麼。我們所知道的是，從大約50億年前開始，暗能量開始並持續存在。
我們還知道，在這50億年裡，暗能量的「強度」(通過其密度來衡量)保持的相當穩定。它似乎並沒有隨著時間的推移而變弱或變強，這使它成為一個宇宙常數。但是早期的宇宙是一個非常奇怪的地方，更奇怪的事情可能發生在很久以前。如果它們真的發生了，它們可能會對宇宙歷史的其餘部分產生巨大的影響。
暗能量的出現
雖然我們幾乎不了解暗能量的性質或成因，但我們知道它除了加速宇宙的膨脹之外，別無它用。這是因為，今天的宇宙——從宇宙學的角度來說——是古老、寒冷和幾乎死亡的。這種大範圍的「死寂」意味著沒有太多的能量(黑暗或其他)來運轉。如果暗能量現在做一些大動作也不會有很大的影響，因為暗能量已經非常微弱了。是的，它正在加速宇宙的膨脹，但只是輕微的，這就是為什麼我們花了這麼長時間才確定它的影響。這一弱點既限制了暗能量的大行為，也限制了我們對它的了解。對於宇宙學家來說，沒有太多的效應可以測量。但早期的宇宙要熱得多，密度更大，更緊湊，尤其是更有活力。
雖然暗能量在大約50億年前出現在宇宙中，但這並不一定是它的首次出現。暗能量可能在年輕的宇宙中就已經活躍存在，做著各種各樣有趣的事情，然後暫時消失在宇宙的背景中。最近，一組理論物理學家在思考這樣早期的暗能量可能會做些什麼奇怪的行為，結果研究人員發現，暗能量的短暫波動可能會讓夸克、膠子和輕子等奇異粒子充斥早期宇宙，最終凝結成我們今天所知道和喜愛的原子。
趨向完美的世界
根據這些研究人員的說法，這次波動一定是在宇宙暴漲之後發生的，當時宇宙在很短的時間內變得非常大。在這種膨脹之後，整個宇宙都是空的，所有的存在都像風中的灰塵一樣搖擺繼而消逝。在那之後，必須有什麼東西來「重新加熱」宇宙，在我們通常認為的「大爆炸」中為宇宙帶來新一輪的粒子。
大多數理論家認為，無論是什麼引起了膨脹，它本身一定也產生了再熱現象，但這項新研究表明，早期的暗能量可能通過失去自身的能量而產生大量的粒子。這是一個有趣的發現，但科學家們的假設仍然必須與那些首先鞏固了我們對大爆炸和宇宙膨脹理解的觀測結果相吻合。如果暗能量是導致宇宙再熱的原因，那麼我們應該看到宇宙微波背景的標準圖片模型的細微變化，這反過來又影響了現代宇宙中星系的模式。
到目前為止，重新加熱的新模型與當前的所有觀察結果相吻合，甚至比傳統的宇宙膨脹理論還要好一點。但我們沒有足夠的信息來判斷這是否只是統計上的巧合，我們還缺少一些關鍵性的數據。，但是毫無疑問，暗能量在宇宙形成方面起到了意想不到的作用！