數月來,宇宙學家們一直期盼著由一隻南極探測氣球收集到的、有關宇宙邊緣的數據。終於,在4月27日《自然》雜誌上發表了一幅圖,該圖給出目前為至最詳細的原始宇宙觀測結果,揭示出大爆炸後不久宇宙的形狀和物質的分布情況。這些數據支持當前流行的觀點,即宇宙是”扁平“的,但也對有關早期宇宙的另一重要假說提出了質疑。
那隻體積為80萬立米的氣球上有一套靈敏的、名為BOOM。ERANG的微波探測器。1998年年末,氣球在南極上空盤旋了lO天,然後在氣流的作用下,回到了施放地點。BOOMERANG在空中控測了宇宙微波背景(CMB)下擾動的大量樣本,其中,CMB是從各個方向襲擊地球的持續的電磁聲波。這些遙遠的聲音是大爆炸之後的遺留輻射。
CMB能夠揭示宇宙的形狀。依據相對論,我們生活的、包括時間和空間在內的四維“薄片”可以被彎曲。多年來,天體物理學家一直在尋找彎曲的空間一時間可能扭曲遙遠物體形狀的方式,天文學家有望因此說出我們生活的空間的形狀:是球狀的?還是鞍狀的?或者都不是?BOOMERANG和其它CMB的實驗則說明,擾動並未出現在彎曲空間之中應當發生的扭曲。
盡管天文學家將這作為扁平宇宙的證據,BOOMERANG別的一些數據卻讓他們感到驚訝。理論計算表明,微波背景下的擾動在許多不同的尺度下都會發生,每一種對應著數據上的一個“峰值”。BOOMERAN看到了對應著約1度大小擾動的峰,按理還應該出現一個半度的峰,但是沒有。賓夕法尼亞大學的物理學家Max Tegmark說: “這很有趣,我心理惡作劇的一麵也希望發生這種事情。”
缺失的峰意味著天體物理學家必須擰動,或者說修改他們的有關宇宙形成的模型。如何準確地做到這一點大大依賴於將來的數據結果。BOOMERANG的許多數據有待處理。今年秋天,美國宇航局將發射一顆名為MAP的微波探測衛星,屆時會有更多的數據。新的CMB峰將告訴科學家,宇宙中有多少不可見的暗物質和普通的物質,並有助於闡明宇宙初始30萬年的細節。Tegmark說: “在我看來,這個實驗確實意味著一個新時代的開始。”