在理论物理学界,重新引入宇宙常数的呼声起始于20世纪八九十年代。随着对宇宙中物质密度的测量精度不断提升,理论物理学家希望从一个平坦宇宙模型出发,在不改变已知机理的情况下,更自然地解释宇宙的均匀性。(后面我们还会提到另一种被称为暴胀的理论。)一个平坦的宇宙必然存在质量和能量的临界密度,而理论物理学家也期待着天文学方面的同行能在宇宙中发现这么多的物质。对此,天文学家很快给出了回应——在星系团和星系中发现的物质只达到了临界密度的30%,远远不足以支撑一个平坦的几何架构。这一发现促使一些理论工作者开始重新考虑宇宙常数,并将其作为一种能量形式引入到模型之中。如果恰当地选取宇宙常数,物质和能量密度的总和就能达到一个平坦宇宙所需的临界值。
但是,在1998年以前,平坦宇宙仅仅存活在理论中,并没有相应的观测结果支持这一观点。尽管宇宙学家们未必心甘情愿,但也不能否认一个低密度的弯曲宇宙确实有存在的可能性。事实上,学术界也确实有人对此持怀疑态度。在没有得到暗能量的明确信号之前,无论是具有宇宙常数的平坦宇宙模型,还是没有宇宙常数的弯曲宇宙模型,都得到了一定的发展。
这一状况在20世纪的最后几年发生了显著的改变。在几个独立的实验小组的努力下,有三个不同类型的实验都为平坦宇宙模型提供了清晰的证据。而在这一模型中,暗能量占据了宇宙的绝大部分组分。
在这三类实验中,首先,对宇宙微波背景辐射的观测揭示了宇宙的基本几何特征,从而证明了宇宙是平坦的。其次,通过星系团质量测量所发现的物质,还不到平坦宇宙所需物质的30%,这又从一个侧面说明宇宙的绝大部分组分并不来自于暗物质或常规物质。第三,通过对远方超新星爆发的观测,我们还发现宇宙正在加速,而这正是暗能量的特征之一。
