1917年,刚刚完成广义相对论的爱因斯坦,把这套重塑引力认知的方程用到了一个更大的问题上:宇宙会随时间如何变化。

引力是唯一的切入点。宇宙在大尺度上呈电中性,电磁力解释不了它的整体行为。至于强核力和弱核力,当时没人知道它们的存在,而且这两种力只在极短距离内起作用。这样一来,宇宙学就只能从引力开始。

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物理学家把物质和能量装进“宇宙”这个容器,再用爱因斯坦的方程推演它的演化。结果让人意外:广义相对论天然描述了一个动态宇宙,要么膨胀,要么收缩。当时的主流科学界却坚信宇宙是静态的,亘古不变。

爱因斯坦没有接受方程的暗示。他选择调整方程,让结果符合当时的观测和假设。广义相对论本身就允许加入一个叫“宇宙学常数”的项,用希腊字母Λ表示。这个常数是时空本身自带的一种引力效应,连空无一物的空间里也存在。取决于取值正负,它能产生吸引或排斥。爱因斯坦选了一个刚好抵消物质引力的值,让他的模型宇宙安稳地静止下来。

仅仅几年后,哈勃发现宇宙正在膨胀。弗里德曼等理论家则选择直面爱因斯坦原本的方程,为大爆炸理论打下了数学基础。爱因斯坦自己对朋友感叹,添加宇宙学常数是他“最大的错误”。

时间跳到1998年。两组天文学家想终结一场持续数十年的争论:宇宙里到底有多少物质。有些观测说物质少得可怜,有些却说非常多。宇宙在膨胀,但内部的物质应该会让膨胀减速——测出减速的幅度,就能推算出物质总量,争论自然平息。

他们确实得到了答案,只不过方向完全相反。没有测到减速,测到的是加速。宇宙里的物质确实不多,但就连这点物质也不足以让膨胀放慢脚步。

解释这种加速最简单的办法,就是重新请回宇宙学常数:一个存在于宇宙中、充当背景的天然反引力效应。在爱因斯坦抹去“最大错误”几十年后,这个被丢弃的常数又被新一代科学家捡了回来,并且成为驱动宇宙加速膨胀的关键解释。