□本报记者 潘希
10月4日，瑞典皇家科学院宣布，将2011年诺贝尔物理学奖授予索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特和亚当·里斯三位科学家。
“过去认为在万有引力的作用下，宇宙是在减速膨胀。而他们的发现颠覆了这一观点，并且证明了暗能量的存在。”在接受《科学时报》采访时，中科院院士、天体物理学家陈建生说，为此，世界各国开始着手暗能量的理论和观测研究，我国也相继启动了“973”项目等相关研究和大型光学望远镜的建设。
虽然目前仍不清楚暗能量的物理本质，但对该问题的研究，陈建生认为“很可能是未来基础物理学发展的突破口”。
暗能量的发现
2006年，邵逸夫天文奖曾颁发给同样的三位科学家及其发现。担任该奖评审委员会主席的陈建生认为，宇宙的加速膨胀是一个惊人的重大发现，获得诺贝尔奖也在意料之中。
“这项研究已成为科学前沿问题，各国都非常关注，是一个可以跟爱因斯坦相对论相比拟的新领域。”中科院院士、中科院理论物理所所长吴岳良说。
“在地球上抛一个苹果上去，其上升的速度不可能越来越大，但在宇宙尺度上，确实是这样的现象。”中科院理论物理所研究员李淼对《科学时报》记者解释说，宇宙中存在一种具有负压强的物质形态，它可以解释天体正在以越来越快的速度远离我们，这类物质被称为暗能量。
理论物理学计算表明，如果用暗能量解释宇宙的加速膨胀，那么宇宙的73%左右由暗能量构成，22%是暗物质，而可通过常人直觉和经典理论描述、印证的物质只占4%多一点。
因此，2011年诺贝尔物理学奖的发现，向人类揭露了一个近96%的成分仍然未知的宇宙。
国家天文台研究员陈学雷在接受本报记者采访时说，宇宙加速膨胀的结果公布之后，仍有少数学者怀疑超新星的观测或数据分析有错误。但13年来，人们又陆续观测了几百颗超新星。“虽然还存在一些疑点，但数据经过许多天文学家反复验证，迄今并未发现大问题。”
物理学家也提出了一些假说：如果宇宙持续膨胀，那么宇宙最终将变成无比寒冷的世界。
对此，陈建生解释说，宇宙膨胀的结果是物质被稀释掉，而暗能量不稀释，到最后单位体积内的物质几乎就没有了。不过，“尽管宇宙在膨胀，但地球所在的太阳系内部并不膨胀，地球不会因为宇宙膨胀而死亡”。
“宇宙目前有137亿年的历史，如果全宇宙要变得寒冷无比，还需要四五百亿年以上。”李淼说。
年轻人的坚持
由于很难发现超新星，许多天文学家起初对超新星观测研究持悲观态度。
值得注意的是，29岁的珀尔马特在接手负责超新星观测工作时，正是项目进行到最困难的时期：他们未取得任何成果，连一颗超新星都没能发现，而与澳大利亚人的合作也到期结束了。
项目是否还能进行下去？
珀尔马特所在的美国加州大学伯克利分校以及美国的资助机构在认真评估后，决定继续予以资助。因工作专注，珀尔马特被认为是可以挽救这一项目的人选。他们最终得到了经费，工作才得以继续进行。
“为了对发现的候选超新星进行后续观测，珀尔马特会给全世界各处天文台的望远镜负责人打电话，恳求正在使用望远镜的人帮助他进行观测。”陈学雷说。
不论是珀尔马特、施密特还是里斯，在当时进行研究时，“他们都是在一线工作的青年人，能得到支持很重要”。
在陈学雷看来，施密特和里斯等人能够凭借自己的研究积累，在激烈的竞争中一举冲入研究最前沿，其能力和敏锐令人钦佩。但更值得思索和借鉴的，是珀尔马特等人的顽强坚持。
重大创新的科研常常有很大的风险，很难保证完全实现计划的成果。对此，陈学雷认为：“作为研究者，要有信心和勇气在困难时坚持下去，而美国的资助机构能够宽容失败，看出这一项目的科学价值和团队人员的能力，也是非常有眼光的。这恐怕值得我们深思。”
中国在做什么
由于对暗能量还“知之甚少”，国外计划了许多实验项目。例如，一项以美国为首的研究计划正在南美洲部署新一代观测工具，它能更精确地测算宇宙膨胀的速度变化。此外，美国和欧洲相继提出建造空间望远镜计划，但因种种原因，均被搁浅。
“我国的理论研究在国际上走在前面，论文引用率也很高，但在实验方面，我国进展相对缓慢。”李淼直言，“暗能量到底是什么，会不会演化？最后还得看观测的结果。”
陈学雷介绍说，我国一些天文学家结合实际，已经提出了几种未来的暗能量实验观测计划。
第一种，在被认为最佳观测地点的南极冰穹A建造大型光学望远镜，性能会与空间望远镜差不多。“但由于人员和材料运输的难题，计划先建一个直径2米的，未来会建更大的。”
第二种，在我国天宫空间站上装设光学望远镜。“专家们也作过论证，计划还比较长远。”
第三种，在南美建造大型光谱巡天望远镜。“南半球看到的天空不一样，与LAMOST望远镜相比，在设计上会比较类似。”
第四种，开展“天籁计划”研究，在国内地面研制专用射电望远镜阵列进行巡天观测，利用宇宙大尺度结构中的重子声波振荡特征精密研究暗能量的性质。
不过，“对暗能量的研究，还处于相对早期，因为毕竟距离发现只有13年”，李淼说，暗能量的理论研究一直在进行，但实验研究的成本巨大，“观测至少还需要二三十年的时间”。
