为什么宇宙学的标准模型是一团糟(2)

该模型做出了许多预测，但它的第一次也是最令人震惊的验证是在1964年，当时天文学家发现宇宙充满了大爆炸数十万年后遗留下来的“化石光”。宇宙微波背景辐射(CMB)成为宇宙学家拓展认知范围的最重要资源之一。
随着时间的推移，CMB引入了许多问题或悖论来困扰经典的标准模型。其中最紧迫的是背景辐射的平滑度。无论天文学家将目光投向何处，CMB看起来都是一样的。这在早期宇宙中广泛分离的区域所隐含的条件是相同的。这就像看天气，发现地球上每个城市都有完全相同的温度。要么是早期宇宙发生了奇迹，要么是宇宙微波背景的平滑性有了更深层次的解释。
由于物理学家不喜欢奇迹，他们寻求更深层次的解释。他们在1980年代提出的是膨胀。根据这个新想法，在宇宙历史的早期，一小块时空经历了短暂的巨大膨胀时期。宇宙中那个被炸毁的区域变成了我们可见的宇宙。暴胀，由一个假设的，未知的量子能量场驱动，在解释CMB和经典模型的其他悖论方面非常成功，以至于它成为新的现代宇宙学的基础。截至今天，所有宇宙学都是暴胀宇宙学。

黑暗中的宇宙学

修订并没有就此结束。这个故事还有另外两个补充。首先是认识到那里的物质比望远镜所能看到的要多。通过跟踪发光物质（发光物质）的运动，天文学家不得不承认，似乎还有更多看不见的或暗物质在施加引力。无论这种暗物质是什么，它都没有包含在粒子物理学的标准模型中。这是新的东西。
虽然科学家无法直接看到暗物质，但理论和观测之间的对抗告诉天文学家，无论它是什么，这种物质都不会以相对论的速度移动。它必须是移动较慢的东西。换句话说，暗物质是“冷的”。进一步的观测表明，暗物质构成了宇宙物质的绝大多数。大约85%的宇宙质量是黑暗的。
第二个补充是另一个看不见的玩家。利用遥远的超新星，天文学家在1990年代后期发现宇宙的膨胀正在加速。这意味着整个宇宙必须充满一种看不见的能量形式，而这种能量正在推动空间分裂。这种暗能量占宇宙总能量预算的75%。
暴胀、冷暗物质和暗能量是现代版宇宙学标准模型的关键参与者。有时被称为暴胀宇宙学，有时被称为ΛCDM模型，这是每个学生必须学习和掌握的故事。他们还将学到模型和观测结果之间的显着一致性。除了宇宙学标准模型的经典版本的所有成功之外，现代版本与CMB超高分辨率地图的关键特征相匹配。它还解释了在星系大尺度分布中看到的特征。毫无疑问，现代宇宙学的标准模型是科学过程的胜利。