声学峰

敲一口钟，它会以某些被偏爱的音符鸣响，这些音符由它的大小和形状决定。对着瓶口吹气，你会得到一个特定的音高。婴儿期的宇宙做了一件出奇相似的事：它鸣响了。在复合之前，由物质和光组成的炽热之汤像声波一样来回荡漾，而那些波在宇宙微波背景上留下了一组被偏爱的尺度的指纹。声学峰就是这枚指纹——一种图样，揭示出微波天空上哪些斑点尺度最为常见，我们便从中读出宇宙最深层的性质。

其中的物理是这样的。在早期等离子体里，引力把物质拉进较密的原初斑点，而被困住的光的压力又往外推——这场拉锯使这锅汤振荡起来，像真正的声波一样压缩又稀疏，以超过半个光速的速度传播。当复合在三十八万年时把一切冻结，每一次振荡都被定格在某个特定的相位上，某些波长恰好被定格在最大压缩或最大稀疏之处。把温度涟漪的强度作为它们在天空上张角的函数画出来，便得到一条带有一系列隆起的曲线——声学峰。第一个、也是最高的峰，对应着那个恰好第一次达到最大压缩的波；其余的则是它的谐波。

这些峰是一座金矿。第一个峰的张角（斑点约一度宽，是满月宽度的两倍）揭示了空间的几何——而它的位置告诉我们宇宙是平直的。各峰的相对高度则称量出成分：第一峰与第二峰之比测出普通（重子）物质的量，而第三峰有助于确定暗物质。于是这样一条曲线，经 WMAP 和普朗克卫星精心测得，同时告诉我们：宇宙在几何上是平直的，普通物质约占总量的 5%，暗物质约 27%，其余皆为暗能量。在整个科学中，很少有哪项测量能以如此之少，约束如此之多。