人人共有的那個預期
到現在，膨脹的宇宙已是熟悉的地面。遙遠的星系在退行，它們的光被拉長到更長的波長——這是空間本身被拉伸造成的，而不是因為光在空間中穿行運動，也不存在某個你能飛回去的中心。在宇宙學那幾篇裡，你把這膨脹一路回溯到熾熱的大霹靂，並學到宇宙裡東西的總量決定了它的形狀。這裡我們問一個不同的問題：不是空間是什麼形狀，而是它膨脹得有多快，以及這個速度是否在變。
在二十世紀的大部分時間裡，預期的答案似乎不言而喻。宇宙裡滿是物質——普通原子，再加上你在前面幾篇遇到的暗物質——而重力總是向內拉。所以膨脹就該像被向上拋出的球一樣，穩穩地慢下來。唯一懸而未決的，似乎只是幅度問題：重力會不會慢到讓它停下並反轉，還是只會讓它永遠地緩和下去？宇宙學家甚至把他們希望測量的那個量叫作「減速參數」——他們是如此篤定，答案會是一種減速。
把爆炸的恆星當作宇宙里程碑
要檢驗膨脹是否在減速，你得把宇宙現在的速度，和它很久以前的速度作比較。來自極遙遠天體的光，是它們在數十億年前發出的，所以朝遠處看，就是朝過去看。但這只有在你能誠實地測出那些巨大距離時才行得通——而這很難。訣竅是用標準燭光：一種你已經知道其真實亮度的天體，於是它看上去有多暗，就告訴你它有多遠。你在距離階梯那一篇見過這個想法；在這裡，它被推到了極限。
深空裡最好的標準燭光，是一種Ia 型超新星：一顆白矮星從伴星那裡獲得了過多質量，越過一個臨界門檻，便引爆成一場璀璨的熱核爆炸。因為白矮星總是在幾乎相同的質量上炸開，這些爆炸便達到幾乎相同的真實峰值亮度——每一顆在幾週裡，亮得約等於一整個由數十億顆恆星組成的星系。做一個小小的修正之後（衰減得越慢的爆炸，本身越亮，這是 1990 年代找到的一條校準），它們就成了橫跨整個宇宙都看得見的、極出色的里程碑。
1998：宇宙在加速
1998 年，兩支彼此競爭的團隊——超新星宇宙學計畫，和高紅移超新星搜尋隊——各自獨立地完成了對數十顆遙遠 Ia 型超新星的測量。兩隊都預期著同一件事：在一個減速的宇宙裡，過去的膨脹更快，所以遙遠的超新星應當看上去比一個勻速滑行的宇宙所預言的略亮一些（更近一些）。結果恰恰相反，遙遠的超新星一致地偏暗——比預期暗了約百分之二十五——這意味著它們比任何減速模型所允許的都更遠。
要讓這些數字對得上，只有一種辦法：膨脹根本就沒有在減速。幾十億年前，它從勻速滑行切換成了[[accelerating-expansion|加速]]。星系正以不斷增大的速率彼此飛離，彷彿空間自帶一種排斥，壓過了它全部物質向內的拉拽。這太出人意料，以至於兩隊都花了好幾個月去搜尋一個平淡的解釋——遙遠的超新星會不會是被塵埃遮暗了，或者在年輕的宇宙裡本身就有所不同？這些檢驗都站住了腳。這一結果贏得了 2011 年諾貝爾物理學獎，並改寫了關於宇宙的故事。
有必要把「什麼在加速」說精確。超新星顯示的，並不是星系以越來越快的速度把自己拋過空間；膨脹是空間本身在拉伸，而加速意味著隨著時間推移，每一段空間增長的比例越來越大。而且這一發現並非只靠超新星。它之所以嚴絲合縫地拼到一起，是因為另外兩項完全獨立的測量——凍結在宇宙微波背景裡的圖案，以及星系在天空中分布的間距——都指向同一份缺失的成分。三扇不同的窗，一個答案：宇宙的能量中，大部分是某種驅動加速的東西。
給元兇起名：暗能量
這場加速的主使者，被稱為[[dark-energy|暗能量]]。和暗物質一樣，這名字是對無知的誠實坦白，而非一套完成了的解釋——而且這兩者並不是一回事。暗物質是看不見、會成團、把星系拉攏在一起的質量；暗能量則是均勻的，充滿整個空間、把它往外推。當宇宙學家清點全部家底，宇宙能量預算令人謙卑地浮現出來：約百分之五是普通原子，百分之二十七是暗物質，百分之六十八是暗能量。我們最不理解的那樣東西，恰恰也是這一切之中佔比最大的。
最簡單的候選者，也是最古老的那個。早在 1917 年，愛因斯坦就在他的重力方程裡加了一個常數項，即宇宙學常數（用希臘字母 Lambda 表示），好讓宇宙能保持靜止。當宇宙被發現其實在膨脹，他又把它去掉了。1998 年的結果讓它復活了：一個宇宙學常數，表現得恰如一種均勻、不變、充滿每一立方米空間、永遠向外推的能量。在量子物理裡，這樣東西甚至有個天然的歸宿——空無一物的空間所具有的[[vacuum-energy|真空能]]，它翻騰著轉瞬即逝的粒子對，即便在沒有物質的地方也帶著能量。
為什麼暗能量不會像物質那樣，隨著空間膨脹而被稀釋掉？這正是它最終獲勝的關鍵所在。把物質攤到兩倍的體積裡，它的密度就減半。但真空能是空間本身的性質，所以當新的空間出現，它一來就預裝了同樣的能量密度。隨著宇宙變大，物質變稀、向內的拉力漸漸消退，而暗能量紋絲不動——直到它佔據主導，膨脹開始加速。這場交接發生在幾十億年前，這也是為什麼加速是一個相對晚近的篇章，而不是一直都在發生的事。
那個數 w：恆定，還是悄悄在變？
一種均勻、看不見的能量，怎麼會把空間往外推，而不是往內拉？答案在於它的壓強。在愛因斯坦的重力裡，會產生重力的不只是密度——壓強也會，而暗能量有一個奇異的特性：負壓強，一種張力。負壓強產生的是排斥性的重力，把空間往外推。物理學家把這一切凝縮進一個數，即[[dark-energy-equation-of-state|狀態方程參數]]，記作 w：暗能量的壓強與其能量密度之比。這一個數，是我們手裡把握「暗能量究竟是什麼」最鋒利的把柄。
THE NUMBER w = (pressure) / (energy density)
w = -1 cosmological constant / vacuum energy
constant, never dilutes -- the simplest fit
w ~ -1 quintessence: a field that slowly changes,
so w is near -1 but drifts over cosmic time
w < -1 'phantom' dark energy -> a runaway 'Big Rip'
Best measurements so far: w = -1, give or take a few %
(consistent with a plain cosmological constant)如果暗能量是一個真正的宇宙學常數，w 就永遠恰好等於 -1，亙古不變地凍結著。但也許它根本就不恆定。另一種可能是[[quintessence|精質]]（quintessence，名字借自古時的「第五元素」）——在這種圖景裡，暗能量是一種充滿空間的動態場，能像一顆球緩緩滑下一道極平緩的斜坡那樣，慢慢朝更低的能量滾動。在它滾動的同時，它的能量密度和它的 w 會在數十億年裡漂移，於是 w 會在 -1 附近徘徊，卻不恰好停在那裡。把一個完全恆定的 w，與一個悄悄漂移的 w 區分開來，是現代宇宙學的核心目標之一。
已成定論的，與全然敞開的
誠實地掂量一下確定性，因為這裡的主張從堅如磐石到全然敞開，跨度極大。堅如磐石：膨脹在加速，這一點由超新星、微波背景、星系成團三種彼此獨立、又相互吻合的方法證實。相當可靠：暗能量約佔宇宙預算的百分之六十八，並且在目前的精度內，表現得像一個 w 接近 -1 的宇宙學常數。全然敞開：暗能量究竟是什麼。「暗能量」是貼在一個我們還打不開的盒子上的標籤——我們確信這盒子把空間往外推，卻不知道它裝的是真空能、是一種精質場，還是一條暗示「重力本身需要在最大尺度上被重寫」的線索。
這是一片仍在生長的前沿。如今正在進行的大型巡天——繪製數以百萬計的星系、數以千計的超新星——正把對 w 的測量收得越來越緊，而最近的一份數據集甚至暗示（尚不能下定論）w 也許會隨時間演化，而非凍結不動。倘若這一點成立，暗能量就會是某種比愛因斯坦的常數更古怪的東西，而宇宙遙遠的未來就得重寫。如果暗能量當真保持恆定，那預測雖冷峻卻清晰：無盡的、加速的膨脹，本星系群之外的星系最終退行得如此之快，以至於它們的光永遠到不了我們這裡，從一片更冷、更孤寂的天空中淡去。