我們活在有趣的時代。幾千年來，我們一直認為我們知道宇宙及其中的一切是由什麼組成的：正常物質，即構成元素週期表元素的物質。
然而，在 20 世紀 90 年代發現了一種完全未知的力量，稱為暗能量它構成了宇宙的 70%，導致宇宙加速膨脹，這教會我們要謙虛。從那時起，天文學家開始投資數十億英鎊進行實驗，旨在找出這種神秘現像是什麼。他們的發現肯定會永遠改變物理學。
現在發生什麼事了？
迄今為止，智利和夏威夷山頂的幾台望遠鏡已經安裝了新相機，開始繪製大片天空的地圖。這千度調查， 這暗能量調查，以及HyperSuprimeCam 調查全部在可見光下繪製了約 10% 的天空。
這個想法是為了觀察星系和其他結構如何在天空中聚集。實現這一目標的一種方法是測量“弱透鏡效應”，這是一種來自遙遠星系的光在到達我們的途中被物質扭曲的效應，這揭示了宇宙中物質的支架。暗能量對此有影響，因為它阻止物質聚集在一起，從而將一切分開。這也可以透過查看來測量光譜，它將星光從星系中分離成其組成波長，就像棱鏡對太陽光的作用一樣。
另一種測量技術是基於追蹤超新星，也就是我們在大質量恆星死亡時觀察到的明亮閃光。由於恆星的物理原理相對較好，因此可以非常準確地確定發出的光量。因此，透過測量超新星的亮度就可以測量它們的距離，幫助我們追蹤它們因宇宙膨脹而如何移動。
暗能量巡天的星系團合成影像。帶有水平白線的亮點是我們銀河系中的恆星。倫敦大學學院物理與數學科學/FLICKR,CC BY-SA
未來的實驗
這些實驗中的每一個都計劃很快公佈他們的第一個結果。然而，它們並不是專門建造的暗能量探索者。為了獲得最可靠的結果，天文學家重新開始，用更大的相機進行了更強大、更昂貴的實驗，可以繪製天空的更大部分。
其中之一是歐幾裡得，歐洲太空總署正在建造的一顆新衛星。由於將於 2020 年發射，僅用五年時間，它將透過拍攝高解析度影像從根本上改變我們對天空的看法，就像哈伯太空望遠鏡對一小塊天空所做的那樣。歐幾裡得將使用弱透鏡和星系團方法來繪製半個天空的地圖。
在智利，八米大型綜合巡天望遠鏡（LSST）正在建設中。它也旨在繪製半個天空的地圖，但是是從地面進行的。與歐幾裡得相比，LSST 將產生單一非常高解析度的天空影像，LSST 將產生較低解析度的圖片（因大氣而模糊）。然而它的獨特之處在於，它將透過在十年內拍攝數百張照片來製作天空電影，使其成為探測超新星的強大工具。
同時，平方公里陣列（SKA）將透過無線電天線網路以無線電波長觀測天空，這些天線可以相距數百公里。 SKA 將把從撒哈拉沙漠到南非以及整個澳洲的射電天線聯網，創建一個大陸大小的望遠鏡。
2010年，一個美國長達十年的天文學策略提議將暗能量實驗和系外行星望遠鏡合而為一。誕生的概念稱為世界第一– 掃描近紅外線波的太空望遠鏡。 2012年，美國國家偵察辦公室提出捐贈兩顆未使用的“間諜衛星”，其尺寸與哈伯太空望遠鏡相同，但視野更廣。其中一顆衛星現已成為該實驗的核心，預計將於 2020 年代中期發射。
雖然這些望遠鏡中的每一個都將獨立工作，但宇宙學家意識到，透過結合訊息，他們將取得更多成果來自他們所有人。由於它們非常不同，因此可以透過比較結果來消除有問題的影響，例如由儀器缺陷引起的影響。事實上，我們正在為人類創造單一的超級望遠鏡。
他們能找到什麼？
雖然我們還不知道暗能量是什麼，但它有三個主要競爭者：
真空能量。有些人認為暗能量只是充滿空間的、具有特定值的恆定能量海洋。但如果是這樣的話，為什麼它具有我們觀察到的特殊價值而不是其他東西呢？畢竟，如果它再高一點點，宇宙就會崩潰。由於無法找到宇宙為何如此適合智慧生命的“自然解釋”，一些宇宙學家訴諸於人擇原理，它指出宇宙具有這種不可能的能量，因為如果沒有，我們就不會在這裡討論它。但也許它只是平行宇宙多重宇宙的一部分，每個平行宇宙的真空能量可能不同？
暗能量就像反重力。這可以將宇宙推開。透過調整愛因斯坦的重力理論，或透過創建全新的引力理論宇宙學家發現暗能量可能顯示我們對重力的理解是錯誤的。引力會吸引，但在宇宙尺度上它可能是排斥的。
一個新的類希格斯場。宇宙學家們非常高興希格斯玻色子被發現，部分原因是它是「希格斯場」的表現——自然界中觀察到的第一個基本「標量場」。標量場是一種在時空中的每個點都有值但沒有方向的場。一個日常的例子可能是天氣預報上的壓力圖（到處都有值，但沒有方向）。另一方面，風圖不是標量場，因為它具有速度和總體方向。
除了希格斯粒子之外，自然界中的所有粒子都與「量子場」相關，就像風圖的類比一樣。它已被理論化像希格斯一樣，暗能量可能是標量場的另一個例子。
當然，所有這些解釋都可能是錯的，暗能量可能是更奇怪的東西。但由於未來十年的努力，我們似乎已經接近找到答案了。
