近一个世纪以来，天文学家已经知道我们的宇宙正在膨胀。 几十年来，科学家们一直预测，由于重力作用，这种膨胀将减慢。 然而，这一切都在 1990 年代发生了变化，当时天文学家意识到宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀，就像一列失控的火车下坡一样。 宇宙实际上是在把自己炸得四分五裂。
这种膨胀的罪魁祸首是一种叫做暗能量的现象。 这种看不见、无法探测的物质实际上是一种反引力的力量，它把遥远的星系推开，使空旷的空间更加空旷。 虽然科学界相信暗能量的存在，但这种能量非常微弱——相当于每立方米只有几个质子——以至于很难确定其性质。 但经过十年的努力，天文学家刚刚发布了对过去90亿年来存在的暗能量量的非常精确的测量值。
暗能量巡天（DES）是天文学家的一个合作项目，他们在智利使用强大的望远镜扫描了大约八分之一的天空，以寻找超新星。 超新星是一颗恒星的**，它引起的闪光非常明亮，以至于在数十亿光年内都可以看到它。 虽然有几种不同种类的超新星，但有一种特殊的超新星——称为“sn-ia”——非常特别。 SN-IA超新星都非常相似，这意味着它们都产生大致相同的光量。 鉴于较远的物体看起来比附近的物体更暗，天文学家可以将望远镜中超新星的亮度与其原始亮度进行比较，并利用这些信息来确定超新星离地球有多远。
鉴于光以固定速度传播，知道某物有多远可以告诉我们它的年龄。 毕竟，来自更远物体的光需要更长的时间才能到达地球。 因此，通过观察越来越远的物体，天文学家实际上拥有了一台时间机器。 附近的星系告诉我们现在宇宙的膨胀，而遥远的物体告诉我们遥远的过去发生了什么。
天文学家还可以对这些超新星发生的星系进行成像，以确定它们发出的光谱。 由于多普勒效应，离地球较远的星系会显得比静止时更红，而红度与星系的速度有关。 （这里提到的多普勒效应在视觉上等同于火车经过时汽笛声的变化。
科学家可以将距离测量与速度测量结合起来，以计算宇宙的膨胀历史——这就是2024年首次观测到宇宙加速膨胀的方式。
最初的测量只使用了52颗超新星来发现它们。 最近，DES使用了大约1,500颗超新星进行新的测量。 该团队还使用了先进的人工智能技术来确保它看到的超新星是所需的SN-IA类型。 其结果是在理解暗能量方面向前迈出了一大步。
科学家早就知道，暗能量目前约占宇宙能量的三分之二。 这个比率是否是一个常数仍然是一个悬而未决的问题。 正是在这里，情况变得复杂。 根据目前公认的宇宙理论，不变的是暗能量的密度。 随着宇宙体积的增加，宇宙中由暗能量组成的比例也在增加。
先前的测量表明，暗能量的密度是恒定的，但这些早期的测量具有一些不确定性，导致我们对宇宙演化的理解存在不确定性。 精确确定暗能量的密度将对宇宙学理论产生深远的影响。
如果宇宙中暗能量的密度是恒定的，那么字母w表示的理论参数应该等于负1（w = -1）。 当DES科学家使用他们的数据来测量这个参数时，他们发现该值为（w = -0。80），但不确定度范围为-066 到 -096。和测量值之间的差值与不确定度的大小大致相同，这意味着暗能量密度可能是恒定的。
DES并不是唯一一个关注暗能量数量的组织。 当他们将他们的测量结果与普朗克小组早期的测量结果结合起来时，结果更加精确：w = -0955，不确定度范围为 -0923 到 -0992。
最重要的是，测量结果彼此非常接近，导致科学家得出结论，暗能量密度可能是恒定的，但微小的残余差异意味着它们并不完全确定。 他们将继续审查他们的数据，并将其与其他测量结果相结合，以完善他们的结果。
暗能量密度是未来宇宙演化的最重要参数之一：膨胀是否会像以前一样继续加速，或者加速是减慢还是加速。 未来的测量，例如 Vera C鲁宾天文台计划的测量将有助于确定这一重要的测量。