世界各地的天文学家都有点焦虑，因为他们似乎无法就宇宙膨胀的速度达成一致。自从我们的宇宙从一个有着无限密度的小点爆炸中诞生以来，它就一直在膨胀，而且宇宙的膨胀越来越快。

但它膨胀的速度有多快一直处于辩论中。从附近来源测量的膨胀率似乎与从远处来源测量的膨胀率相冲突。一种可能的解释是，宇宙中发生了一些奇怪的事情，改变了膨胀率。

一位理论家提出，一种全新的粒子已经出现，并正在改变我们整个宇宙的未来命运。

哈勃的难题

天文学家设计了多种聪明的方法来测量他们所谓的“哈勃常数”。这个数字代表了今天宇宙的膨胀率。

今天测量膨胀率的一种方法是观察附近的超新星。有一种超新星的亮度非常特别，我们可以通过比较它的视光度和绝对光度来计算距离。然后，通过观察超新星所在星系发出的光，天体物理学家也可以计算出它们离我们远去的速度有多快。最后通过将两部分计算结果结合起来，就可以算出宇宙的膨胀率。

测量宇宙的膨胀率除了使用超新星外，还可以用一种被称为宇宙微波背景辐射的东西，它是大爆炸后留下的光。像普朗克卫星这样的任务是绘制这一残余辐射，科学家因此获得了难以置信的精确宇宙微波背景图，可用于获得非常精确的宇宙内容。然后我们可以利用这些成分，用计算机模型来计算模拟分析，从而得出今天的膨胀率。

但这两种方法得出的结果差异非常大，这让天文学家担心我们是否遗漏了什么。

看向黑暗

如果我们假设这两种测量都是准确的，那么我们就需要其他的东西来解释不同的测量结果。由于一种测量方法来自非常早期的宇宙，另一种测量方法来自比较近期的宇宙，所以我们的想法是，也许宇宙中的某些新成分正在改变宇宙的膨胀率，这种变化在模型中还没有被我们捕捉到。

今天主导宇宙膨胀的一种神秘的现象，我们称之为暗能量。对于我们根本不理解的东西来说，这是一个很棒的名字。我们所知道的是，今天宇宙的膨胀速度正在加速，我们把驱动这种加速的力量称为“暗能量”。

科学家们怀疑暗能量与被锁在真空中的能量有关。这种能量来自于宇宙中所有的“量子场”。在现代量子物理学中，每一种粒子都与它自己的特定场有关。这些场贯穿整个时空，有时一些场在某些地方被激发，成为我们所知道的粒子。所以所有的电子都属于电子场，所有的中微子都属于中微子场。这些场的相互作用构成了我们理解量子世界的基础。

不管你去宇宙的哪个地方，你都逃不出量子场。即使它们在某个特定位置的振动不足以产生粒子，它们仍然会在那里振动并做着它们正常的量子活动。所以即使在光秃秃的真空中，这些量子场也有基本的能量。

如果我们想利用时空的奇异量子能量来解释暗能量，我们马上就会遇到问题。当我们对真空中所有量子场产生的能量进行一些非常简单的计算时，我们得到的数字会比我们观察到的暗能量强120个数量级。另一方面，当我们尝试一些更复杂的计算时，我们最终得到的数字是零。这也与暗能量的测量值不一致。

所以不管怎样，我们很难通过时空的真空能量来理解暗能量。但是，如果这些测量膨胀率的方法是准确的，而暗能量确实在变化，那么这可能会给我们一个线索，让我们了解这些量子场的性质。具体来说，如果暗能量在变化，那就意味着量子场本身也发生了变化。

新的困难出现了

帕多瓦大学的理论物理学家马西莫•塞尔多尼奥最近在网上出版的预印本杂志arXiv上计算了暗能量变化所需的量子场变化量。如果有一个新的量子场负责暗能量的变化，那就意味着宇宙中有一个新的粒子。

塞多尼奥计算出的暗能量的变化量需要一定的粒子质量，它的质量和已经被预测的一种新粒子的质量大致相同，那就是所谓的轴子。物理学家发明这个理论粒子是为了用我们对强核力的量子理解来解决一些问题。

这个粒子可能出现在非常早期的宇宙中，但一直“潜伏”在背景中，而其他力量和粒子控制着宇宙的方向。现在终于轮到轴子登场了。

即便如此，我们从来没有探测到轴子，但是如果这些计算是正确的，那么这意味着轴子就在那里，填充了宇宙和它的量子场。而且，这个假设的轴子已经通过改变宇宙中暗能量的数量而变得明显。尽管我们从未在实验室见过这种粒子，但它已经在以最大的尺度改变着我们的宇宙。