最后更新：2025年10月2日

普朗克空间望远镜的宇宙

普朗克任务所见的宇宙 — 根据普朗克太空望远镜的分析，2013年的宇宙：宇宙年龄为138亿年，由69.4%的暗能量、25.8%的暗物质和4.8%的普通物质原子组成。图片来源：欧洲航天局与普朗克合作项目。普朗克是欧洲航天局的任务，美国国家航空航天局参与其中。

普朗克宇宙：宇宙的图像变得更加清晰

1989年11月COBE卫星发射升空后，2001年6月WMAP探测器升空，2009年5月发射的普朗克探测器则以越来越精细的分辨率持续阐释宇宙的历史。

宇宙包含一切存在之物，包括时空本身，因此它没有"边界"。事实上，若存在边界，则意味着边界之外便不再属于宇宙。我们能否跨越这个可观测的极限？

可观测极限是电磁波谱中2.7K（-270°C）的"无线电低语"，由多颗卫星捕捉。它向我们展示了宇宙的残余波动，背景中则是孕育出星系、恒星以及我们目前所见万物的物质团块。得益于1965年阿诺·艾伦·彭齐亚斯和罗伯特·伍德罗·威尔逊偶然发现的化石电磁辐射（即宇宙微波背景辐射），我们得以窥见自己的过去。

拉尔夫·阿尔弗（1921-2007）和罗伯特·赫尔曼（1914-1997）在乔治·伽莫夫（1904-1968）的支持下，于1948年预言了大爆炸辐射的存在。这种化石辐射是一种低温的自然微波辐射，从宇宙各个方向到达地球表面。之所以如此称呼，是因为它构成了所有射电望远镜探测到的点状射电源的背景。

宇宙背景的残余辐射并非诞生之初发出，而是宇宙从混沌不透明状态转变为透明（即发光）状态时产生的。在此之前，宇宙不可见，其构成并非物质（中子和质子），而是夸克与胶子组成的浓汤。

大爆炸后38万年，光首次开始自由传播。大爆炸后巨大火球发出的光逐渐冷却，在130亿年后成为微波背景辐射。可观测宇宙包含约7×10²²颗恒星，分布在约10¹¹个星系中，这些星系本身又组成星系团和超星系团。星系的数量可能更多。因此宇宙学专家常使用"可观测宇宙"这一术语。

注：大爆炸模型支持宇宙存在一个极短暂的暴胀阶段，在此期间宇宙以极快速度膨胀。正是在这一阶段，宇宙中大部分物质粒子在高温下产生，并触发大量光辐射的释放，即所谓的宇宙微波背景辐射。如今，太空探测器正以极高精度观测这一辐射。

普朗克宇宙：起源、未来与构成

光并非以无限速度传播，因此我们所观测到的景象来自过去。

通过观测越来越远的物体，我们看到的其实是它们更接近宇宙大爆炸时期的过去模样。

这是有史以来最清晰的可观测宇宙图景（2013年3月）。这张地图展示了宇宙中最古老的宇宙信标发出的辐射。得益于普朗克任务，这些最早宇宙天体的痕迹得以如此精确地被探测到。

这张地图上的古老光线（宇宙微波背景辐射）是在宇宙仅有38万年时留下的印记。图像显示了微小的温度波动，对应着密度略有差异的区域，每一个都代表着宇宙中所有未来结构的种子，即今天的恒星和星系。

通过分析这张地图上的光线模式，科学家们完善了我们对宇宙、其起源、未来以及基本构成的认识。科学家们已从这一呈现中剔除了周围星系及我们银河系所发出的所有光线。

普朗克卫星让我们能够为宇宙设定一个更精确的年龄（138亿年），略高于WMAP的137.5亿年。宇宙的组成也得到了修正：普通物质（原子）占4.8%，暗物质占25.8%，暗能量占69.4%。

普朗克卫星收集的大量数据将让研究人员忙碌多年，并无疑会揭示更多关于物质创造的秘密。2009年7月3日，普朗克卫星抵达拉格朗日点L2，并被置于称为利萨如轨道的轨迹中。L2位于距地球149.2万公里处，与太阳相对。由于太阳引力较弱，卫星的旋转速度应比地球慢，但地球的引力场会使其加速。在L2点，该物体以与地球相同的角速度绕太阳运行。

注：普朗克任务（2013年3月）观测到的可观测宇宙最初微光。这幅图像呈现了宇宙大爆炸后约38万年时创世初刻的痕迹。来自欧洲、加拿大和美国的任务天体物理学家通力合作，分析了普朗克太空望远镜传来的海量数据流。普朗克以远超所有先前观测站的灵敏度、角分辨率及更广频率范围，观测并测量了微波背景辐射的温度变化。

普朗克空间望远镜的宇宙

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