时至今日,宇宙早期的振荡早已不复存在,但我们依然可以通过CMB望远镜来推断出一些端倪。和普通的铃铛一样,宇宙振荡也有其固有的音调。它的波长由微波辐射产生时的音界给出(即波动在等离子体中可能传播的最远距离),并依赖于等离子体中的声速(基本已知)和从大爆炸到辐射产生时刻的时间。有关这个固有音调的信息都隐藏在宇宙的温度分布中,因此一个温度异常区域的典型尺寸能为我们提供一个标准长度。通过测量天空中这一标准长度的视觉尺寸,我们就可以确认宇宙的几何特征。在一个平坦宇宙中,这样一个典型区域的尺寸大致为1天空度(作为对比,月亮的直径大致为半天空度);在一个开放宇宙中,这一尺度会小一些,而在封闭宇宙中则会大一些。
2000年4月27日,Boomerang项目组公布了第一幅拥有足够多细节,从而可以测定温度异常区域尺寸的CMB分布图。9[在此之前,位于智利安第斯山脉的微波异向望远镜(Microwave Anisotropy Telescope ,MAT)也给出了一些相关结果;而另一个气球搭载的实验,MAXIMA则在Boomerang之后两周发表了他们的数据。]他们发现这些区域不大不小恰好是1天空度——这意味着宇宙是平坦的。
我们生活在一个平坦且不断加速膨胀的宇宙中。在这里,物质的密度远远小于宇宙的总密度,而暗能量则占据了最主要的组分。接下来,我们只需要弄清暗能量的来龙去脉。
理论和猜想
这是一个非常开放的问题。在这个空白的领域中,理论学家可以充分发挥他们的想象力,大胆地假设新的物质和场,甚至尝试涉足额外的维度。和暗物质的问题相仿,理论和观测现存的矛盾也可以通过修改爱因斯坦方程来解决。这一修改既可以是在等式右边添上一种新的能量,也可以是在左边加入一种新的引力。
暂且撇开对引力的修正不谈,对暗能量的增补方案有如下三个候选者:
1. 宇宙常数:一种不随时间和空间变化的真空能量。
2. 精质(quintessence):一个能量密度随时间变化的动力学暗能量场。
3. 其他:包含所有偏离常规路径的想法,以及那些有待发明的理论。
