在宇宙138亿年的岁月长河里，有三道几乎无解的终极难题困扰着人类。首先，科学家把宇宙的年龄从模糊的“几十亿岁”，精确锁定在了138.2亿年左右，误差仅0.1%。这多亏了欧洲空间局的普朗克卫星，它用微波望远镜般的超高灵敏度，测量了宇宙大爆炸后38万年内的余晖——宇宙微波背景辐射（CMB）。通过把每个像素的温差精度拉到小数点后四位，普朗克卫星就像给宇宙拍了一张高清的“身份证”，直接读出了宇宙的年龄、成分和膨胀率等关键数据。 除了锁定年龄，普朗克卫星还揭开了宇宙质量-能量预算的秘密。科学家发现，5%的物质是我们熟悉的普通物质，比如地球、太阳和星星。而剩下的95%被两种神秘力量主宰：暗物质和暗能量。暗物质占了27%，它就像胶水一样，用引力紧紧拉住星系；暗能量则占了68%，这是一种反重力的力量，让宇宙的膨胀不断加速。换句话说，我们习以为常的世界只占整个宇宙的5%，其他的全是看不见的黑暗势力。 为了推演宇宙的历史，科学家采用了类似天气预报的思路。他们先拿到宇宙早期微小的温度起伏图，再输入物理定律，让超级计算机模拟星系如何形成和分布。从锦屏山地下2400米深处的粒子探测器到绕飞地球的悟空号卫星，全球实验都在捕捉暗物质粒子微弱的“敲门声”，也在寻找让宇宙加速膨胀的“油门踏板”。科学家相信，只要定律不变，推演就能继续进行。 尽管推演顺利，宇宙仍留下三道死胡同。第一个谜团是暗物质的本质：我们知道它存在是因为星系不散架全靠它，但连一粒暗物质粒子都没摸到。第二个谜团是暗能量的强度：如果它是常数，宇宙会慢慢变冷；如果它随时间增强，“大撕裂”会把物质瞬间撕碎。第三个谜团是大爆炸瞬间发生了什么：虽然理论解释了宇宙的均匀性，但缺乏直接证据。暴涨模型提出过指数级膨胀的想法，但驱动它的能源至今无法用现有物理描述。 中国的锦屏地下实验室和悟空号卫星都在寻找暗物质的线索。下一波引力波探测器或更精确的CMB-S4实验，或许能捕捉到那个瞬间的“咔哒”声。有人可能会问：暗物质和暗能量是不是一回事？答案是否定的。前者是把星系粘在一起的胶水，后者是让宇宙整体往外窜的油门。 关于CMB和大爆炸本身的观测问题也有解答：CMB是等离子体散开后的余晖，而大爆炸本身在光无法自由传播的38万年内无法观测到。至于宇宙的实际大小与年龄之间的关系听起来有点矛盾：可观测宇宙直径约930亿光年。因为宇宙在膨胀——光出发时的那个点已经被推得更远了。