T宇宙不仅仅在膨胀，它还在加速。当宇宙学家在1998年首次意识到这一点时，这是令人震惊的。物质具有吸引力的引力会导致膨胀减慢。但这不是我们所看到的。宇宙中的星系不仅在远离我们，而且在远离我们快今天比昨天好。
我们不确定是什么导致了膨胀加速，所以我们称之为“暗能量”。我们关于什么是物质的最好理论，也确实为我们提供了暗能量的候选——一种被称为真空能量的东西。它是一个空间区域的能量，包含在电磁场和它的表亲中，即使没有粒子。但当物理学家试图计算真空能量时，他们受到了冲击。答案是大约10个120大于从观察中获得的实际值的倍。这是一个问题。
甚至在观测证实暗能量之前，诺贝尔奖获得者、物理学家史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）就已经与理论上的高估进行了斗争，并提出了一个非凡的解决方案。他指出，真空能量的大小因地而异，这取决于宇宙中所有不同场的加减方式。在我们的空间区域，真空能量的数量是微乎其微的，需要所有这些场相互抵消到难以置信的程度。这似乎极不可能，但在任何足够大的系统中，即使是最不可能的事件也会发生在某个地方。在绝大多数宇宙区域，过量的暗能量破坏了使星系、恒星、行星和人类得以形成的力量平衡。我们看到一个不可能精确的已知和未知字段的取消，因为我们不可能存在。
我们一直在电脑模拟中测试温伯格的想法，我们发现星系比我们想象的更强大。它们更多地受内部力量平衡的控制，而不是受外部暗能量的影响。如果这是真的，那么我们观测到的暗能量的数量就不能被解释为选择效应，我们对暗能量的理解又回到了起点。
O我们的宇宙环境是宇宙引力和压力、冷却和加热、膨胀和崩溃的微妙平衡的结果。当所有这些推力和拉力达到平衡时，最终的产物是我们的银河系，在银河系中，恒星形成于一个旋转的气体盘和一个扩散的暗物质晕中。
在任何足够大的系统中，即使是最不可能发生的事件也会发生在某个地方。
为了理解星系和恒星形成的多阶段过程，我们的模拟将物质细分为受重力、压力和其他力推动的小块物质。我们将这些物质放入膨胀的宇宙中，计算它们相互之间的引力。我们必须分析的第一个平衡是重力和膨胀之间的平衡;一种是把材料拉在一起，另一种是把它拉开。重力会在密度足够大的区域胜出。宇宙的这些部分将从它们的邻近区域收集更多的物质。富的更富，大的更大，我们最初平滑的宇宙形成了结构。
重力将物质组合成圆形的“光环”。这些光环也实现了平衡，这一次是重力和物质的随机、混沌运动之间的平衡。为了打破这种平衡，让星系成形，我们需要气体冷却。圆形晕中的气体非常热，事实上，它会发光。这种辉光会泄漏热能，从而破坏平衡。重力最终获胜，物质在旋转运动的支持下崩溃，直到达到最终的平衡形态。当粒子被卷进形成的圆盘时，一个星系诞生了。在这个圆盘中，恒星可以形成。
具有讽刺意味的是，包括迄今为止所讨论的物理学在内的模拟都是错误的也擅长制造星系和恒星，比真正的星系要好得多。缺少的部分是反馈:当恒星形成时，它们将能量泵回周围，加热气体。当大型恒星耗尽燃料时，它们就会爆炸，从而将物质送回星系外。恒星会抑制恒星的形成，从而使我们观察到的平衡被打破。
有了这些物理原理，再加上数千台相连的计算机上数周到数月的时间，这些模拟揭示了宇宙结构的凝聚网络，暗物质和普通物质聚集在一起，产生了非常逼真的星系。如果温伯格是对的，那么这个过程应该是正确的不在宇宙中暗能量更多的区域工作。
T为了了解为什么其他区域无法形成星系，让我们追踪注定要成为银河系的物质。在我们模拟的宇宙中，这片物质首先分裂成更小的碎片，其中一些包含小星系。年轻的银河系通过收集更多的气体来形成恒星，并通过吸积更小的ga来生长今天，我们在银河系周围看到了细长的恒星流，它们是小星系的残骸，早已破碎。
当暗能量增加时会发生什么?宇宙膨胀的加速阶段开始得更早。在引力和宇宙膨胀之间的竞争中，后者开始赢得更快，最终导致结构的形成戛然而止。更小的星系会落入年轻的银河系，被膨胀的空间带走。推动恒星形成的气体从未进入星系的引力范围。年轻的银河系变得孤立和贫穷。由于燃料有限，它会耗尽并进入衰老。
缩小范围，我们看到一个由小星系组成的宇宙，中间的气体拉伸得太薄，无法形成恒星，离最近的星系太远，无法被吸入。宇宙结构形成的时代，它的创造阶段，已经结束了。
如果我们继续增加暗能量，结构的形成甚至在最小的星系形成之前就冻结了。宇宙中的任何物质都无法形成星系、恒星、行星或人类。整个宇宙都是死胎——一种扩散的、膨胀的粒子气体，偶尔会相互反弹，但除此之外几乎没有其他作用。没有生命，因为根本没有结构或复杂性。
O从表面上看，我们发现的效应支持温伯格的假设。但这一传奇故事有一个转折点。
在我们的宇宙中，恒星形成最有效的时间是几十亿年之前暗能量开始加速膨胀。当星系因宇宙加速而被孤立时，恒星的产生也在减少。恒星反馈是宇宙不能很有效地形成恒星的主要原因。暗能量只是一个次要的恶棍。
因此，即使增加10倍以上的暗能量也不会有太大区别。只有在暗能量显著增加的情况下——我们仍在研究究竟有多少暗能量——宇宙加速才会真正扼杀恒星的形成。
我们还没有发表我们的发现，但如果它们成立，温伯格的论点看起来不可靠。假设宇宙中其他地方的暗能量比我们多或少。本质上，每个区域在0到10之间选择一个数字120，在我们所在地区选择1的范围内。现在想象一下，拿着你的调查剪贴板四处查看在这些地区进化的生命形式；如果你遇到一个，问问他们看到了多少暗能量。当然，大多数地区都死了，这就解释了为什么没有人告诉你，“我的地区选择了10个30.或1090但也有很多观察者看到了10个、100个甚至更多，在这种情况下，我们可能会想，为什么我们是看到1的异常值。如果理论说“期望大约100”，但我们看到1，我们不能仅仅把我们的价值解释为选择效应。
这是早期。我们还在分析。我们的电脑继续嗡嗡作响。但是，总的来说，也许我们应该继续寻找其他解释暗能量的方法。
Luke A. Barnes是悉尼大学悉尼天文学研究所的博士后研究员。他专注于星系的形成。他和Geraint Lewis的书，一个幸运的宇宙：生活在一个微调的宇宙中，最近由剑桥大学出版社出版。
