扭曲了時空的星系團。ESO, ESA / Hubble & NASA

宇宙的命運取決於它膨脹得有多快。而在測定宇宙膨脹的速度方面，科學家們遇到了一個大麻煩——通過不同方法測得的宇宙膨脹速度都不一樣。尤其是人們通過測量距離我們較近的宇宙獲得的資料，與測量較遠宇宙獲得的資料產生了明顯矛盾。

科學家對此的解釋是，宇宙中可能發生了某種不為人知的程序，改變了宇宙膨脹的速度。但也有科學家認為，在宇宙的演化過程中，產生了一種神祕的粒子，這種神祕的粒子正在一點點地改變整個宇宙的密度。

通過測量較近的超新星，和較遠的宇宙微波背景，我們得到了兩個不同的結果。後者來自早期宇宙，而前者來自相對較近的年代。有科學家認為，或許隨著時間的推移，宇宙中出現了某種新的東西，影響了宇宙膨脹的速度。這種東西對宇宙產生影響的方式，是我們當前的宇宙模型中所沒有的。

一直以來，我們稱這種神祕的東西為“暗能量”。這真是一個好名字，因為它真切地反映了我們的無知。我們所知的一切只是今天的宇宙在加速膨脹，而對它背後的推動力是什麼真的如黑暗的虛空般神祕莫測。

通過比較年輕宇宙和當代宇宙，物理學家相信無論“暗能量”是什麼，它是恆定不變的。但這一假設與現實是矛盾的，“暗能量”很可能是會變化的。

由於無知，科學家假設暗能量是一無所有的時空本身所具有的能量。它來自“量子場”。現代量子物理學認為，每一種粒子都有它自己專屬的“場”。這些“場”在時空中流動，假如在某一位置上被激發，便能形成我們所熟知的那些粒子，比如電子、夸克和中微子。因此所有電子都屬於電子場，所有中微子都屬於中微子場。場之間的相互影響，構成了我們所理解的量子世界的基礎。

無論我們去哪裡，都逃不開量子場。即便這些場在特定位置上的顫動不足以形成粒子，它們也依然存在，依然在那裡搖擺、顫動，做著作為一個量子場所應該做的事情。所以，即便是在真空裡，量子場依然擁有最基本的能量。

但是我們卻不知道應該怎樣用奇異的真空量子能來解釋暗能量。不同的計算方式會得出不同的結果。把真空中所有量子場能量加起來，要麼比我們在現實宇宙中觀測到的“暗能量”強120個數量級，要麼結果就是“0”。

我們在通過真空能量來理解暗能量方面遇到了困難。但是假如我們換一個角度來看，假設“暗能量”確實是在變化中的，那麼就會發現一種可能，即量子場本身也可能在變化中。假如“暗能量”的變化是由一種新的量子場引起的，那麼我們的宇宙中就可能存在一種新的粒子。

義大利帕多瓦大學的理論物理學家Massimo Cerdonio認為，這種粒子的品質和當前理論已經作出過預言的一種粒子——軸子（axion）非常相近。當前僅存在於理論上的軸子，是科學家用來解釋強互作用力的工具。

理論上，這種粒子在宇宙的極早期就已經出現，但被其他作用力和粒子淹沒在了宇宙的背景裡。或許現在，已經到了它們粉墨登場的時候了。

雖然我們今天依然未能發現軸子，但是假如計算結果沒錯，軸子就確有可能存在。即使我們還沒有在實驗室裡找到它們，它們也已經開始在大尺度上，支配我們這個宇宙。

參考：

The H0 tension: did a QCD meV axion emerge?

https://arxiv.org/abs/1906.07080

Is a New Particle Changing the Fate of the Universe?

https://www.livescience.com/new-particle-changing-fate-of-universe.html