遙遠Ia型超新星及宇宙背景輻射的諸多觀測顯示，目前宇宙處於加速擴張時期。時空(spacetime)本身正擴張中，因而導致星系更快速地飄散開。不過此加速的物理原因依然不詳。德國馬克斯布朗克天體物理研究所(the Max Planck Institute for Astrophysics：MPA)及馬克斯布朗克外星物理研究所(the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics：MPE)的訪問研究員Luigi Guzzo，領導過一支研究新方法來闡釋此加速原因的團隊。方法是以因重力作用引發之星系移動而導致星系叢聚形狀發生的扭曲為基礎。該團隊比較過MPA電腦產生的虛擬宇宙及使用歐洲南方天文台(ESO)諸望遠鏡收集的數據，結果顯示，他們的方法的確能有助於解開當前物理學的最大迷團之一。

10年前科學家們發現，宇宙比以往快速地擴張中。先前人們曾假設，星系的相互吸引力會導致擴張隨時間減緩下來。因此，宇宙加速擴張是十分令人訝異的且引發了什麼導致加速擴展的問題。有兩種競逐的見解試圖提供答案。

該重力斥力(gravitational repulsion)的一種可能解釋是「暗能量」，暗能量是由亞伯特愛因斯坦所提出，作為其部分新重力理論(theory of gravity)之「宇宙論常數」的一種推論。後來愛因斯坦親自放棄了宇宙論常數，不過隨著宇宙加速擴張的發現，宇宙論常數的時運已時來運轉。根據這種解釋，宇宙的總能量密度75 %是暗能量，不過暗能量僅有的可測量效應，是隨著時間而對宇宙擴張及物質叢聚成長速度的影響。

一種可供選擇的解釋可能是，廣義相對論(愛因斯坦的重力理論)的諸多方程式是不正確或不完整的，因而需被修改。在此情況下，或許不需要暗能量。

Guzzo及其同僚們提出了利用星系距離是使用紅移(redshifts：天體，主要是星系及類星體，光譜線向長波端位移的現象)而測定的事實，來研究此問題的新方法。不過，星系移動除宇宙擴張之外，也受到起因於物質成叢分佈的重力影響。物質大集結會吸引鄰近星系而導致更多的移動。因而，紅移在星系分佈圖中產生了叢聚形狀扭曲的圖像。利用MPA科學家們以Garching 電算中心之超級電腦所產生的虛擬宇宙，Guzzo及其團隊論證了此效應如何起作用。藉由測定於鄰近宇宙及遙遠宇宙中的上述扭曲強度，而得悉物質的叢聚已如何隨時間成長，那是可能的。不過就不同類的暗能量而言，物質的叢聚成長預期是不同的，倘若愛因斯坦的重力理論經修改，會再次不同。因而此類測定提供了宇宙加速擴張之根本原因的線索。

Guzzo及其團隊使用位於智利安地斯山脈巴拉納爾山(Cerro Paranal)上的歐洲南方天文台極大型望遠鏡，進行了一次星系測勘。使用該8米寬的望遠鏡，他們獲得了近乎6千個異常昏暗的遙遠星系，他們認為此些是約70億年前的星系。此次他們測量了於叢聚中的扭曲度，並與來自鄰近星系進行的測勘值作比較。其結果與那些假設暗能量是一種宇宙論常數的預期相一致的。

不過此些測量中的不確定性依然很大，因而目前正進行規劃至少含蓋10倍數量的新一代測勘。隨著此類測勘的結果或許能分辨出宇宙，因宇宙論常數而加速擴張與隨著不同類的暗能量或新的重力理論而加速擴張間的差異。


網址：http://www.mpa-garching.mpg.de/mpa/institute/news_archives/news0801_guzzo/news0801_guzzo-en.html
翻譯：peregrine