有一张照片，拍的不是某颗星，而是整个宇宙38万岁时的样子。它模糊、斑驳，却藏着你我来自何处的线索。拍下它的主角之一，就是威尔金森微波各向异性探测器（WMAP，一台专门扫描宇宙最古老光线的卫星）。
一张38万岁的老照片
宇宙微波背景辐射（大爆炸后留下的余热，今天落在微波波段）是宇宙第一缕自由光。它出发时，宇宙还像一锅不透明的热汤，温度约3000开尔文；走了约138亿年，来到我们这里时已冷却到约2.725开尔文，只比绝对零度高2.725度。威尔金森微波各向异性探测器要做的，是把这束光在不同方向上的温度差异测出来。这个差异叫各向异性（不同方向上的微小温度差）。
像给薄饼测温
一句话定义：WMAP是一台给宇宙婴儿期拍温度分布图的卫星。生活类比：你把一张刚出锅的薄饼摊在桌上，用红外测温枪逐点扫，找出哪里热一点、哪里凉一点。WMAP扫的是全天，温差却小得惊人，约为十万分之一。为了避开地球和太阳的干扰，它在距地球约150万公里的L2点附近工作，这个距离约等于地月距离的4倍。2001年发射后，它用多年时间把全天扫了一遍又一遍。
温差里翻出宇宙账本
这些微小温差不是噪声。理论预言，早期宇宙的密度起伏会在微波背景上留下特定尺度的斑点；观测证实，WMAP看到的热斑冷斑图案与这一预言吻合得相当好。更关键的是，图案的统计特征能反推宇宙的年龄和成分。WMAP给出的结果把宇宙年龄定在约137亿年，并给出大致账本：普通物质约4.6%，暗物质约23%，暗能量约72%。暗物质（不发光、靠引力露馅的物质）和暗能量（让宇宙加速膨胀的未知成分）都不是直接看见的，而是从引力效应和膨胀历史里推断出来的。
照片之外，问题还在
WMAP的图案支持暴胀这一理论预言：宇宙极早期经历过一次急速膨胀。但暴胀由什么驱动、如何发生，目前尚无定论。暗能量的本质更是未解之谜；它占了大头，我们却不知道它是什么。把WMAP的结果当成宇宙终审判决并不准确，它更像一张高精度体检单，指出现象，也留下空格。
回到那张照片
现在再看那张斑驳的宇宙婴儿照，你看到的不是一张静止老照片，而是一份温度账本：哪里的物质多一点，哪里的引力强一点，后来如何长成星系。威尔金森微波各向异性探测器已经结束任务，但它留下的全天图仍在被反复解读。下一代探测器能否把暗能量那格空格填上？也许答案就藏在更细的温差里。
延伸阅读
- 《最初三分钟：关于宇宙起源的现代观点》，史蒂文·温伯格
- 纪录片《宇宙的奇迹》（Wonders of the Universe）
- NASA WMAP 官方页面：map.gsfc.nasa.gov