近乙個世紀以來，天文學家已經知道我們的宇宙正在膨脹。 幾十年來，科學家們一直預測，由於重力作用，這種膨脹將減慢。 然而，這一切都在 1990 年代發生了變化，當時天文學家意識到宇宙不僅在膨脹，而且在加速膨脹，就像一列失控的火車下坡一樣。 宇宙實際上是在把自己炸得四分五裂。
這種膨脹的罪魁禍首是一種叫做暗能量的現象。 這種看不見、無法探測的物質實際上是一種反引力的力量，它把遙遠的星系推開，使空曠的空間更加空曠。 雖然科學界相信暗能量的存在，但這種能量非常微弱——相當於每立方公尺只有幾個質子——以至於很難確定其性質。 但經過十年的努力，天文學家剛剛發布了對過去90億年來存在的暗能量量的非常精確的測量值。
暗能量巡天（DES）是天文學家的乙個合作專案，他們在智利使用強大的望遠鏡掃瞄了大約八分之一的天空，以尋找超新星。 超新星是一顆恆星的**，它引起的閃光非常明亮，以至於在數十億光年內都可以看到它。 雖然有幾種不同種類的超新星，但有一種特殊的超新星——稱為“sn-ia”——非常特別。 SN-IA超新星都非常相似，這意味著它們都產生大致相同的光量。 鑑於較遠的物體看起來比附近的物體更暗，天文學家可以將望遠鏡中超新星的亮度與其原始亮度進行比較，並利用這些資訊來確定超新星離地球有多遠。
鑑於光以固定速度傳播，知道某物有多遠可以告訴我們它的年齡。 畢竟，來自更遠物體的光需要更長的時間才能到達地球。 因此，通過觀察越來越遠的物體，天文學家實際上擁有了一台時間機器。 附近的星系告訴我們現在宇宙的膨脹，而遙遠的物體告訴我們遙遠的過去發生了什麼。
天文學家還可以對這些超新星發生的星系進行成像，以確定它們發出的光譜。 由於都卜勒效應，離地球較遠的星系會顯得比靜止時更紅，而紅度與星系的速度有關。 （這裡提到的都卜勒效應在視覺上等同於火車經過時汽笛聲的變化。
科學家可以將距離測量與速度測量結合起來，以計算宇宙的膨脹歷史——這就是2024年首次觀測到宇宙加速膨脹的方式。
最初的測量只使用了52顆超新星來發現它們。 最近，DES使用了大約1,500顆超新星進行新的測量。 該團隊還使用了先進的人工智慧技術來確保它看到的超新星是所需的SN-IA型別。 其結果是在理解暗能量方面向前邁出了一大步。
科學家早就知道，暗能量目前約佔宇宙能量的三分之二。 這個比率是否是乙個常數仍然是乙個懸而未決的問題。 正是在這裡，情況變得複雜。 根據目前公認的宇宙理論，不變的是暗能量的密度。 隨著宇宙體積的增加，宇宙中由暗能量組成的比例也在增加。
先前的測量表明，暗能量的密度是恆定的，但這些早期的測量具有一些不確定性，導致我們對宇宙演化的理解存在不確定性。 精確確定暗能量的密度將對宇宙學理論產生深遠的影響。
如果宇宙中暗能量的密度是恆定的，那麼字母w表示的理論引數應該等於負1（w = -1）。 當DES科學家使用他們的資料來測量這個引數時，他們發現該值為（w = -0。80），但不確定度範圍為-066 到 -096。和測量值之間的差值與不確定度的大小大致相同，這意味著暗能量密度可能是恆定的。
DES並不是唯一乙個關注暗能量數量的組織。 當他們將他們的測量結果與蒲朗克小組早期的測量結果結合起來時，結果更加精確：w = -0955，不確定度範圍為 -0923 到 -0992。
最重要的是，測量結果彼此非常接近，導致科學家得出結論，暗能量密度可能是恆定的，但微小的殘餘差異意味著它們並不完全確定。 他們將繼續審查他們的資料，並將其與其他測量結果相結合，以完善他們的結果。
暗能量密度是未來宇宙演化的最重要引數之一：膨脹是否會像以前一樣繼續加速，或者加速是減慢還是加速。 未來的測量，例如 Vera C魯賓天文台計畫的測量將有助於確定這一重要的測量。