暗能量的由来
爱因斯坦的广义相对论做出过暗能量的假设，但是当时并没有引起广泛的关注。暗能量这个说法直到1998年才重新出现在天文学领域里。当时，两组天文学家对遥远的星系中正在爆炸的星球即超新星进行观察，发现超新星比他们认为的暗淡。这意味着它们的距离比科学家原来认为的更远了。造成这种情况的惟一解释应该是，宇宙的膨胀在过去的某个时间加速了。天文学家在这之前一般认为，由于单个星系相互作用造成了引力拖拽，宇宙膨胀是逐渐减慢的。但是对这个超新星的观察结果表明，有某种神秘的力量在对抗引力的拖拽，使星系以前所未有的加速度相互远离。起初，其他科学家对这个结果表示怀疑。也许超新星变暗是因为它们的光被星际尘埃云挡住了，也许超新星本身的光就比科学家所认为的暗。但是经过仔细检查，所有这些解释都被搁到了一边，暗能量的假说出现了。
据推测，暗能量可能构成了宇宙中不可见的部分，能够产生与引力相反的排斥力，这也许可以解释为什么宇宙会出现加速膨胀现象。有关类星体的新研究在方法上与观测超新星截然不同，但得出的结果却基本一致。新研究重点在于分析类星体的观测图像如何受到“引力透镜”的影响。一些质量巨大的天体会导致经过它们附近的光线等发生弯曲，使遥远天体的成像产生扭曲和变形，这一原理与光学透镜类似，因而被称为“引力透镜”效应。借助设在英国和美国的一些大型射电望远镜，科学家们共对数千个遥远类星体进行了观测，结果发现平均每700个类星体中就有一个受到“引力透镜”的影响，其射电信号会发生弯曲，最终出现两个以上“虚像”。新观测到的受“引力透镜”影响的类星体数目异常之多，科学家们认为，这也许只有暗能量才能解释。他们的进一步分析表明，在假设暗能量占到宇宙成分的三分之二时，理论计算与实际观测的结果最为吻合。
基于这些难以解释的“引力透镜”现象，天文学家们提出了暗能量的概念。
暗能量对宇宙结局的可能影响
按照最新的结论，宇宙的2/3必定是由暗能量组成的，剩下的1/3由暗物质(它的形态至今还不知道)和组成星球与行星的常规物质构成。所有这两种物质的引力是正常的引力，即通常的万有引力。而暗能量与它们相反，具有长距离的反引力性质。与神秘的暗物质一样，目前科学家们并不知道暗能量究竟是什么，但这些新的结果增加了暗能量存在的可信度。现在科学界普遍相信，它是宇宙加速膨胀的原因。
其实，有关反引力的想法并不新鲜。早在80多年前，爱因斯坦就已经把这种反引力效应，以所谓的宇宙常数的名义包括在他的广义相对论中了。当时，爱因斯坦为了不使星球由于相互间的吸引力而挤到一起，设想宇宙中应该还存在一种排斥力，它与引力相对抗，从而使宇宙保持稳定。他把这个排斥力称为宇宙常数。20世纪20年代，哈勃发现宇宙并非静止不动，而是在不断膨胀。爱因斯坦便放弃了他发明的这个宇宙常数，并称这是他“一生中最大的错误”。因为爱因斯坦本人和后来的许多天文学家，都把这个宇宙常数只看作是数学上的假设，而不认为它和实际的宇宙有多少关系。直到20世纪90年代，也没有人想到过这个效应会变成现实。可现在暗能量的发现证明这个排斥力确实存在。看来，如果爱因斯坦还活着，也许他就会承认，放弃宇宙常数是他一生中第二大的错误。因为暗能量的存在会对宇宙的未来产生重要的影响。
据对“暗能量”不同的理解，科学家早前曾提出三种宇宙命运的假设：一是“永远膨胀”。按照暗能量稳定存在的假设，宇宙将会永远加速膨胀下去。二是“大分裂”。如果暗能量排斥力超出爱因斯坦的预测，所有物质将在宇宙的急剧膨胀中被撕裂。三是“大坍塌”。暗能量也许有一天会突然发生跳转，由排斥变成将膨胀的宇宙往回拉，宇宙最后将在挤压下产生“大坍塌”。
美国太空望远镜科学研究所的科学家利用哈勃太空望远镜寻找到42颗超新星，对它们进行观测，以研究宇宙在过去不同历史时期的膨胀速率。研究结果显示，暗能量似乎更接近爱因斯坦的理论预测，即使爱因斯坦的理论是错误的，最起码在今后300亿年中，暗能量的变化不会导致宇宙毁灭，宇宙将慢慢地继续膨胀。不过他们也强调说，要想加深对暗能量的理解和确定宇宙的最终命运，尚需要进行更多的观测。
暗能量最近研究进展
美国的《科学》杂志宣布2003年美国10大科学突破，其中暗能量的科学证明成为当年最重要的科学发展。迄今为止，已经有两个证据证明了暗能量的存在。
第一个证据来自于“威尔金森微波各向异性探测器”卫星的观测数据。美国匹兹堡大学斯克兰顿博士领导的一个多国科学家小组仔细研究了美国“威尔金森微波各向异性探测器”卫星的观测数据，这个卫星主要用来对宇宙微波背景辐射的微小变化进行观测。作为“大爆炸”的“余烬”，宇宙微波背景辐射大约在“大爆炸”后38万年产生，其中的光子在宇宙中穿行时会经历一系列物理过程，特别是在经过质量较大的星系时，这些光子将遭遇“引力陷阱”。斯克兰顿等人认为，如果星系主要由普通物质组成，那么光子在落入“引力陷阱”以及从中逃逸出来的过程中，由于“陷阱”深度固定，其能量总体上将不会变化。
但是，如果星系中包含暗能量，情况就会不同。由于暗能量的排斥力作用，光子在落入“引力陷阱”并逃出来的过程中，“陷阱”会逐渐变浅，能量反而增加。体现在微波背景辐射观测图上，经过这些星系区域的宇宙微波背景辐射温度将出现细微上升。斯克兰顿博士等将“威尔金森微波各向异性探测器”，以及另一项名叫“斯隆数字天宇测量”的观测计划的结果进行了对比分析，后者旨在测定宇宙中星系的位置和彼此间距离。对比的结果发现，经过一些大质量星系区域的宇宙微波背景辐射温度确实出现了微升。于是暗能量的存在变成了理所当然的事情。他们的研究还证实，宇宙只有4%是平日常见的普通物质，23%是由不明粒子组成的冷暗物质，其余约73%则是暗能量。
暗能量的存在还有另外一项证据，来自于编号为“1997ｆｆ”的超新星，于１９９７年被哈勃太空望远镜拍摄到。美国马里兰州太空望远镜研究所的天文学家近日宣布，对该超新星光线的相对强度进行的研究表明，“１９９７ｆｆ”爆发于１１０亿年前，是迄今发现的最遥远的超新星，当时宇宙的年龄只有现在的四分之一。按照普遍接受的理论，宇宙起源于１４０亿年前的一次“大爆炸”。但对于“大爆炸”后宇宙究竟以什么样的方式膨胀，目前还没有一致的看法。曾有科学家认为，宇宙可能是以相对恒定的速率膨胀的。１９９８年，天文学家们证实，宇宙的膨胀处于加速阶段。而美国科学家对“１９９７ｆｆ”的研究证实，宇宙的膨胀很可能经历了一个先减速、后加速的过程。
超新星即爆炸中的恒星，它发出的亮度是几十亿颗恒星亮度的总和。测定超新星的亮度，可以用来判断宇宙膨胀的速率。在宇宙减速膨胀中诞生的星体，其发出的光到达地球时，该星体和地球之间的距离由于膨胀减速的原因要比预计的近，因而地球上的观测者会发现其光要比预计中更亮。科学家们经过大量的计算和分析确认，“１９９７ｆｆ”的亮度是预计正常亮度的两倍，比距离更近、更年轻的超新星爆炸发出的光还要亮。科学家们据此判定，这颗超新星爆发于宇宙的减速膨胀阶段。科学家们指出，新发现和此前的观测结论相结合，证实了宇宙膨胀先减速后加速，同时也证明宇宙中确实存在负引力。在任何一个给定的空间里，负引力的量很小，它的作用在日常生活中不能被感觉出，但在广漠的宇宙空间中，其效果将非常强大，足以使星系和星系簇分离。据推测，大约在６０亿年前，引力在与负引力的较量中落败，负引力占据上风，宇宙进入加速膨胀状态。
“暗能量”是“所有科学发现中最重要的之一”，寻找“暗能量”的合理解释，将是今后天文学和物理学研究面临的最重要难题之一。
