(Phys.org) — 自 2001 年发射以来，威尔金森微波各向异性探测器 (WMAP) 太空任务彻底改变了我们对宇宙的看法，建立了一个宇宙学模型，可以解释各种各样的天文观测结果。在约翰霍普金斯大学天体物理学家查尔斯·L·贝内特的带领下，WMAP 科学团队不仅高度准确和精确地确定了宇宙的年龄，还确定了原子的密度、所有其他非原子物质的密度、第一颗恒星开始发光的时代、宇宙的“块状性”以及这种“块状性”如何取决于尺度大小。
简而言之，当单独使用时（没有其他测量方法），WMAP 观测使我们对上述六个参数的认识大约精确 68,000 倍，从而将宇宙学从一个经常疯狂猜测的领域转变为一门精确科学。
现在，在该探测器“退役”两年后，贝内特和 WMAP 科学团队正在发布基于整整九年观测的最终结果。
“这几乎是一个奇迹，”约翰霍普金斯大学克里格艺术与科学学院物理学和天文学百年校友教授、约翰霍普金斯吉尔曼学者贝内特说。“在我们观察到的整个天空的微波图案中编码了宇宙的自传。当我们解码它时，宇宙揭示了它的历史和内容。看到一切都井然有序真是令人惊叹。”
WMAP 的“婴儿宇宙图”描绘了年轻炽热宇宙的余辉，当时宇宙只有 375,000 年的历史，只是现在 137.7 亿年年龄的一小部分。这张婴儿宇宙图中的图案被用来限制更早可能发生的情况，以及自那时以来数十亿年中发生的事情。据 WMAP 称，宇宙学的（错误命名的）“大爆炸”框架现在得到了有力的支持，该框架认为年轻宇宙是炽热而致密的，并且从那时起一直在膨胀和冷却。
WMAP 观测结果还支持大爆炸框架的一个补充，以解释宇宙的最初时刻。该理论称为“膨胀”，认为宇宙经历了一个剧烈的早期膨胀期，在不到万亿分之一秒的时间内膨胀了超过一万亿倍。在膨胀过程中产生了微小的波动，最终形成了星系。
值得注意的是，WMAP 对涨落特性的精确测量证实了最简单版本膨胀的具体预测：涨落遵循具有相同特性的钟形曲线，并且图上有相等数量的热点和冷点。WMAP 还证实了以下预测：宇宙密度在大尺度上的变化幅度应该略大于小尺度上的变化幅度，并且宇宙应该遵循欧几里得几何规则，因此三角形内角和为 180 度。
最近，斯蒂芬·霍金在《新科学家》杂志上评论说，WMAP的膨胀证据是他职业生涯中物理学中最激动人心的进展。
宇宙中只有 4.6% 的物质由原子组成。宇宙中更大的一部分（24%）是另一种物质，它有引力，但不发光，被称为“暗物质”。目前宇宙中最大的组成部分（71%）是反引力源（有时称为“暗能量”），它正在加速宇宙的膨胀。
“WMAP 观测结果构成了宇宙学标准模型的基石，”WMAP 科学团队成员、不列颠哥伦比亚大学的 Gary F. Hinshaw 说道。“其他数据也都一致，综合起来，我们现在知道了宇宙的历史、成分和几何形状的精确值。”
WMAP 还提供了第一批恒星开始发光的时代时间，当时宇宙大约有 4 亿年的历史。即将投入使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜就是专门为研究那个时期而设计的，它为 WMAP 的观测增添了它的特色。
WMAP 于 2001 年 6 月 30 日发射，并机动至地球-太阳系统“第二拉格朗日点”附近的观测站，该观测站距离地球一百万英里，与太阳方向相反。从那里，WMAP 扫描天空，绘制出整个天空的微小温度波动。第一批结果于 2003 年 2 月发布，2005 年、2007 年、2009 年、2011 年进行了重大更新，现在发布了最终版本。该任务于 1996 年被 NASA 选中，是 1995 年举行的公开竞赛的结果。它于 1997 年被确认开发，仅在四年后就按计划和预算建造并准备发射。
“WMAP 的最后结论标志着我们探索宇宙的旅程已经结束，”约翰霍普金斯大学的同事评论道Adam G. Riess 发现暗能量，因此与他人分享2011 年诺贝尔物理学奖“WMAP 为宇宙学带来了精确度，宇宙将不再是原来那个样子。”
