同理,在CMB提供的早期宇宙波纹快照中,也存在着大量关于宇宙流体的信息。根据最近的测量,宇宙中仅有5%的物质和能量是常规物质。除此之外,这些测量明确地指出宇宙中23%的组分是一些全新的物质组成(我们仅了解其引力行为与常规物质相似),而剩余的72%甚至根本不是任何物质。
在讨论这个明显诡异的72%之前,让我们先回顾一下这23%新型物质的情况。所有证据的组合是压倒性的——我们知道它们在那里,是由于其引力对可见天文学物体的影响。为了解释恒星在星系内的运动,我们必须认定星系中存在大量的隐性物质,并靠它们的引力保持恒星在轨道上的运动。星系本身以一定的速度绕彼此旋转,而这个速度所要求的引力,也远远超过星系中可见恒星和尘土的质量总和。而且其他两个关键证据——早期宇宙中轻元素丰度测量和CMB观测——都指出这种额外的质量一定是某种至今未知的物质,是一种看不见(确切地说,不能通过望远镜直接看见)的物质——暗物质。
长久以来,粒子物理学家们一直怀疑未发现的微观世界要比已发现的更加丰富。尽管我们理解粒子和它们的相互作用,我们却并不知道究竟是什么基本物理机制决定了每个粒子的质量。为什么每个粒子都存在两个除了质量以外其他方面完全相同的对应拷贝,例如电子和质量更大的对应粒子( 介子和 粒子)?为什么20世纪的两项伟大革命——广义相对论(解释宇宙的大尺度行为)和量子物理(描述亚原子世界的小尺度相互作用)——存在着本质矛盾,从而无法合并成为一个统一的量子引力理论?14我们有理由怀疑当前的粒子世界模型,实际上是嵌套在一个更普适的模型中,一个包含至少其中某些问题答案的模型。
这些更普适的模型也大多认为,隐形的暗物质正是某种具有合适属性的新型粒子。因此,尽管我们仍然不知道什么是暗物质,但至少可以认为它是某种物质(具有质量),有正常的引力相互作用,而且通过扩展常规物质的模型,我们可以选出一些貌似不错的候选者。
相比之下,剩余72%的宇宙成分则更加费解。
