ในข้อความที่ตัดตอนมาจาก "เรื่อง: ภาพลวงตาอันงดงาม" (Polity, 2025 แปลโดย Edward Williams) ผู้เขียนและนักฟิสิกส์ Guido Tonelli เจาะลึกการค้นพบพลังงานมืด และความพยายามหลายครั้งในการอธิบายปรากฏการณ์ประหลาดนี้ที่ดูเหมือนจะผลักดันการขยายตัวของจักรวาลที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ
การค้นพบของสร้างความประหลาดใจให้กับทุกคน รวมถึงผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับเรื่องนี้ด้วย เมื่อมันเกิดขึ้น ในปี 1998 นักดาราศาสตร์ที่เป็นคนแรกที่พบว่าตัวเองอยู่ท่ามกลางข้อมูลที่น่าแปลกใจเช่นนี้ แทบไม่เชื่อสายตาตัวเอง แต่ผลลัพธ์ก็ไม่มีข้อสงสัย
ความเร็วที่เอกภพขยายตัวไม่คงที่ ในทางตรงกันข้าม ในตอนนี้มันได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมาระยะหนึ่งแล้ว ทุกอย่างเคลื่อนตัวออกห่างจากทุกสิ่งด้วยจังหวะที่บ้าคลั่งมากขึ้น
สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เห็นขัดแย้งกับสิ่งที่พวกเขาคาดหวัง ความคิดเรื่องการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเอกภพนั้นขัดกับสัญชาตญาณ ทุกคนคาดหวังว่าแรงดึงดูดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงจะค่อยๆ ลดความเร็วการขยายตัวของอวกาศ-เวลา ในขณะที่สิ่งที่ตรงกันข้ามกำลังเกิดขึ้น
เป็นเวลาหลายปีที่ทีมนักวิทยาศาสตร์ต่างๆ พยายามทำความเข้าใจว่าสิ่งที่ข้อมูลชี้ไปนั้นเป็นของจริง หรือในทางกลับกัน มีข้อผิดพลาดในการวัดหรือไม่ สุดท้ายพวกเขาก็ยอมจำนนต่อหลักฐาน ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามีการสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติครั้งใหม่ แม้ว่าจะเป็นเหตุการณ์ที่คาดไม่ถึงก็ตาม ในท้ายที่สุดแม้แต่ Royal Swedish Academy of Sciences ในกรุงสตอกโฮล์มก็ตระหนักถึงความสำคัญของงานของซอล เพิร์ลมัตเตอร์-ไบรอัน ชมิดต์และอดัม รีสนักดาราศาสตร์สามคนที่ทำการวิจัยในช่วงแรกนี้ โดยให้รางวัลแก่การค้นพบของพวกเขาในปี 2011-
ตั้งแต่ช่วงแรกๆ ในความพยายามที่จะอธิบายปรากฏการณ์ประหลาดนี้ การแสดงออกของพลังงานมืดถูกสร้างขึ้น ซึ่งบ่งบอกถึงความไม่รู้โดยสิ้นเชิงของกลไกที่ก่อให้เกิดมันขึ้นมา: รูปแบบพลังงานที่ไม่รู้จักอย่างแน่นอนดูเหมือนจะผลักทุกสิ่งออกไปจากทุกสิ่งและเติบโตขึ้นในขณะที่ มิติของจักรวาลเติบโตขึ้น
บางคนจินตนาการถึงพฤติกรรมต่อต้านแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่แปลกประหลาดอย่างยิ่งของแรงโน้มถ่วง ซึ่งจากการมีเสน่ห์อย่างที่เราทราบ กลายเป็นสิ่งที่น่ารังเกียจในระยะไกล คนอื่นๆ จินตนาการถึงพลังงานสุญญากาศชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นพลังงานเชิงบวก ซึ่งสร้างความกดดันเชิงลบ ดังนั้นจึงผลักดันทุกสิ่งไปสู่การขยายตัว
ความคิดที่ว่าความว่างเปล่านั้นเต็มไปด้วยพลังงานเชิงบวกซึ่งทำให้มันขยายตัวออกมาย้อนกลับไปหลายปีแล้ว และเป็นคนแรกที่คิดเรื่องนี้ขึ้นมา เพื่อทำให้จักรวาลคงที่ นั่นก็คือการถ่วงดุลผลกระทบของแรงโน้มถ่วง ซึ่งหากกระทำโดยลำพัง จะทำให้ทุกอย่างพังทลายลงเป็นจุดเดียวไม่ช้าก็เร็ว ไอน์สไตน์จึงเพิ่มค่าคงที่เชิงบวก เรียกว่า "ลงในสมการของเขาด้วยมือ กล่าวคือ พูดตามอำเภอใจ การจำแนกประเภทนี้ทำหน้าที่สร้างสมดุล ทำให้จักรวาลขยายตัว ตอบโต้ผลกระทบของแรงโน้มถ่วงและทำให้มีเสถียรภาพ
ต่อมา เมื่อพบว่าทุกสิ่งมีจุดเริ่มต้นที่ปั่นป่วนและกาแลคซียังคงเคลื่อนตัวออกจากกัน ไอน์สไตน์เสียใจกับตัวเลือกนี้ ถึงขนาดเรียกมันว่าเป็นหนึ่งในความผิดพลาดที่เลวร้ายที่สุดในชีวิตของเขา ในความเป็นจริง เมื่อจักรวาลเกิดขึ้นจากเอกภาวะเอกฐานที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษและมีแสงจ้าเป็นพิเศษ จึงไม่มีความจำเป็นที่จะต้องมีแรงผลักดันเพิ่มเติมนี้ในการขยายตัวเพื่อสร้างสภาวะสมดุล สิ่งที่น่าสงสัยก็คือ ไม่มีใคร แม้แต่ไอน์สไตน์แม้แต่น้อยก็สามารถคาดเดาได้ว่าภายในสิ้นศตวรรษที่ 20 การค้นพบของเพิร์ลมัตเตอร์ ชมิดต์ และรีสส์ จะนำความคงที่ทางจักรวาลวิทยาของเขากลับคืนสู่กระแสนิยมอีกครั้ง ดูเหมือนว่าธรรมชาติมักจะลงเอยด้วยการพิสูจน์ว่าไอน์สไตน์ถูกต้อง แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่จะเชื่อมั่นว่าเขาผิดอย่างชัดเจนก็ตาม
ในกรณีนี้ ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับการมีอยู่และการกระจายพลังงานมืดสามารถดึงออกมาได้โดยการวิเคราะห์ความไม่สอดคล้องกันน้อยที่สุดของการแผ่รังสีพื้นหลังคอสมิกและผลกระทบของเลนส์โน้มถ่วงที่เกิดจากกาแลคซีและกระจุกดาว อยากรู้อยากเห็นเมื่อพบว่ายังมีแสงสว่างทำให้เรามองเห็นด้านอันร่มรื่นของจักรวาลนี้
การกระจายพลังงานมืดในจักรวาลมีความเป็นเนื้อเดียวกันมาก มีพฤติกรรมแตกต่างจากสสารค่อนข้างมาก ไม่ว่าจะเป็นสสารธรรมดาหรือสสารก็ตาม- สสารที่เป็นวัสดุหลังนี้มีการกระจายแบบไขว้กันเหมือนแหโดยมีโหนดและเส้นใยที่มีความหนาแน่นสูงและสลับกับพื้นที่ว่างอันกว้างใหญ่ ในทางตรงกันข้าม พลังงานมืดถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วอวกาศ และดูเหมือนว่าจะครอบครองปริมาตรทั้งหมดของจักรวาลอย่างมีความสุข โดยออกแรงขับไล่ทุกสิ่ง
ในความพยายามที่จะเข้าใจต้นกำเนิดของพลังงานรูปแบบลึกลับนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบแล้วว่าความเร็วการขยายตัวจะเท่ากันตลอดระยะเวลาที่กำหนดสำหรับภูมิภาคต่างๆ ทั้งหมดของจักรวาลหรือไม่ พวกเขายังตระหนักด้วยว่าปรากฏการณ์นี้มีความโดดเด่นในช่วงหลายพันล้านปีที่ผ่านมาเท่านั้น เป็นเวลานานที่จักรวาลขยายตัวตามจังหวะที่แตกต่างจากปัจจุบันมาก
มีการทดสอบสมมติฐานต่างๆ มากมาย รวมถึงแนวคิดที่ว่าเรากำลังเผชิญกับแรงพื้นฐานใหม่หรือพฤติกรรมแรงโน้มถ่วงที่ผิดปกติ หรือแม้แต่การมีอยู่ของโครงสร้างกาลอวกาศของโครงสร้างเฉพาะอย่างมาก ซึ่งคล้ายกับข้อบกพร่องในรูปแบบปกติของมัน แต่ขณะนี้ยังไม่มีใครเข้าใจได้ว่าอะไรทำให้เกิดปรากฏการณ์ประหลาดนี้ และการอธิบายพลังงานมืดยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายที่น่ากลัวที่สุดของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่
ในขณะที่ความลึกลับที่อยู่รอบต้นกำเนิดยังคงอยู่ การวัดที่แม่นยำของผลกระทบของพลังงานมืดต่อเรขาคณิตของจักรวาลและต่อความผันผวนเชิงพื้นที่ในความหนาแน่นของสสาร ทำให้สามารถหาปริมาณน้ำหนักของส่วนประกอบนี้ในองค์ประกอบของวัสดุได้ จักรวาล
ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าตื่นเต้น พลังงานมืดมีส่วนช่วยประมาณ 68% ของมวลทั้งหมด ประมาณสองในสามของจักรวาลประกอบด้วยองค์ประกอบที่ลึกลับที่สุดนี้ เมื่อรวมการมีส่วนร่วมของพลังงานมืดแล้ว เราได้รับผลลัพธ์ที่น่าอับอายจริงๆ แม้ว่าวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยจะก้าวหน้าไปมาก แต่เราก็ต้องยอมรับว่าเราไม่รู้อะไรเลยประมาณ 95% ของทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา
