時至今日,宇宙早期的振蕩早已不復存在,但我們依然可以通過CMB望遠鏡來推斷出一些端倪。和普通的鈴鐺一樣,宇宙振蕩也有其固有的音調。它的波長由微波輻射產(chǎn)生時的音界給出(即波動在等離子體中可能傳播的最遠距離),并依賴于等離子體中的聲速(基本已知)和從大爆炸到輻射產(chǎn)生時刻的時間。有關這個固有音調的信息都隱藏在宇宙的溫度分布中,因此一個溫度異常區(qū)域的典型尺寸能為我們提供一個標準長度。通過測量天空中這一標準長度的視覺尺寸,我們就可以確認宇宙的幾何特征。在一個平坦宇宙中,這樣一個典型區(qū)域的尺寸大致為1天空度(作為對比,月亮的直徑大致為半天空度);在一個開放宇宙中,這一尺度會小一些,而在封閉宇宙中則會大一些。

2000年4月27日,Boomerang項目組公布了第一幅擁有足夠多細節(jié),從而可以測定溫度異常區(qū)域尺寸的CMB分布圖。9[在此之前,位于智利安第斯山脈的微波異向望遠鏡(Microwave Anisotropy Telescope ,MAT)也給出了一些相關結果;而另一個氣球搭載的實驗,MAXIMA則在Boomerang之后兩周發(fā)表了他們的數(shù)據(jù)。]他們發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域不大不小恰好是1天空度——這意味著宇宙是平坦的。

我們生活在一個平坦且不斷加速膨脹的宇宙中。在這里,物質的密度遠遠小于宇宙的總密度,而暗能量則占據(jù)了最主要的組分。接下來,我們只需要弄清暗能量的來龍去脈。

理論和猜想

這是一個非常開放的問題。在這個空白的領域中,理論學家可以充分發(fā)揮他們的想象力,大膽地假設新的物質和場,甚至嘗試涉足額外的維度。和暗物質的問題相仿,理論和觀測現(xiàn)存的矛盾也可以通過修改愛因斯坦方程來解決。這一修改既可以是在等式右邊添上一種新的能量,也可以是在左邊加入一種新的引力。

暫且撇開對引力的修正不談,對暗能量的增補方案有如下三個候選者:

1. 宇宙常數(shù):一種不隨時間和空間變化的真空能量。

2. 精質(quintessence):一個能量密度隨時間變化的動力學暗能量場。

3. 其他:包含所有偏離常規(guī)路徑的想法,以及那些有待發(fā)明的理論。