84岁天文学家终获诺奖，在他之前，研究宇宙基本靠猜( 五 )_出品：科普中国制作：鱼长弓（关西科健

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Plank卫星绘制的最新最高分辨率宇宙微波背景辐射图（图片来源：ESA/NASA/JPL-Calteck）

贡献三：理论证实暗物质和暗能量的存在

暗物质的组成仍然是宇宙学最大的谜团之一。长期以来，科学家一直相信，已知的中微子可能构成这种暗物质。但中微子速度过快而无法将物质凝聚到一起。1982年，皮布尔斯（Peebles）提出，冷的暗物质中重而慢的颗粒可以完成这个任务。

直到今天，我们仍在寻找冷暗物质中的这些未知粒子。

根据爱因斯坦的广义相对论，空间的几何形状与引力相互关联——宇宙包含的质量和能量越多，弯曲的空间就越多。在质量和能量的临界值下，宇宙不会弯曲。我们称这种类型的宇宙为平坦宇宙。

宇宙微波背景辐射的测量以及理论上的考虑提供了明确的答案——宇宙是平坦的。但是，它所包含的物质仅足以满足临界值的31％，其中5％是普通物质，26％是暗物质，还有69％失踪了。詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）再次提出了一个解决方案。使用皮布尔斯提出的理论模型，可以通过计算预测宇宙的形状以及其中所包含的物质和能量（下图）。而他的计算与之后的背景辐射测量非常吻合。从计算结果中，还可以得出一个结论，如果宇宙的31％（5％+ 26％）由物质组成，那么剩下的69％，必须是暗能量才能满足对平坦宇宙的要求。