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在图3-5左图中，我切下了一片宇宙的三维天图，其中的每个亮点代表一个星系。每当我想远离尘世时，就会用一个三维的宇宙飞行模拟器在其中飞来飞去，穿行在星系间。这种经历展示了一个壮美的事实：我们是某种更庞大的造物的一部分——这不仅仅是在说地球是太阳系的一部分、太阳系是银河系的一部分。事实上，我们的银河系也只是一张巨网的一小部分，而这张巨网由星系群、星系团、超星系团以及庞大的丝状结构编织而成。当我凝视着SDSS天图时，我注意到了一个明显的结构，它的尺度是如此震慑人心，简直让我目瞪口呆，怀疑自己的程序出错了。这个结构后来被称为“斯隆长城”（见图3-5左图）。它的出现绝对不是错误，而是真实的存在。我的一些同事也注意到了它的存在。它的长度有140亿光年，是我们的宇宙中目前已知的最大结构。这些大尺度团簇结构，是宇宙学的宝藏，包含着许多价值连城的信息，而这正是宇宙微波背景所缺少的。
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从被嘲笑的宇宙学到精密宇宙学
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这些星系分布的模式，对应着宇宙微波背景天图中所呈现的模式——只不过晚了亿万年，同时被引力所放大了。假如一个区域的气体密度比周围大0.001%，那它可能在WMAP探测器天图（见图2-4）中形成一个斑点，而到了今天，此处可能就聚集着几百个星系。从这个意义上说，我们可以把宇宙微波背景起伏看作宇宙的DNA，它是一个蓝图，决定着宇宙将变成什么样。将宇宙微波背景中过去的微弱聚集与三维星系图中现在的明显团簇进行对比，我们就能测量出那些用引力促成这些聚集的物质具有什么性质。
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我们之前提到，宇宙微波背景中的聚集可以用频谱曲线（见图2-2）来表示，星系的聚集也同样可以。然而，要精确地绘出这条曲线却十分困难——我花了整整6年的时间来完成SDSS的星系频谱曲线（见图2-6），这还没有算上其他同行给予我的大量帮助。这是我这一生最筋疲力尽的项目。一次又一次，我对自己说：“感谢上帝，我就要做完了，因为我再也受不了了！”然而，一次又一次，我又会在分析中发现一个新的大问题。
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为什么这个任务如此之难，竟难于上青天？其实，如果我们知道每个星系的准确位置，同时拥有一台无限强大的计算机来分析它们，那这件事其实相当容易。但是在实践中，因为各种各样的原因，许多星系都不为我们所见，即使是我们能看见的星系，有一些距离和亮度也与我们认为的不一样。如果我们忽略这些事实，就无法绘制出准确的频谱曲线，从中得出的结论也将错漏百出。
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图3-6 宇宙中物质的聚集情况可以用这个频谱曲线来表示。横坐标10亿光年处对应的曲线值大致等于10%，意思是说，当你测量宇宙中半径为10亿光年的球形空间内的质量时，你测得的结果会根据这个球形空间在宇宙中的不同位置而变化，变动区间为10%。和我刚开始工作时不同，现在有了高度精确的测量结果，并且它们都符合理论预测。上图中，你可以看到，5个不同实验的测量结果都相互吻合，尽管它们的数据、团队和方法大相径庭。在我看来，这是一件非常了不起的事情。
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最早的三维星系图实在太小了，没办法进行分析。我的同事迈克尔·福格勒（Michael Vogeley）曾经给了我一张图，其中汇集了到1996年为止最全面的测量结果。我问他为什么不在其中加上误差棒来标注测量的不确定度，他说：“因为我不相信它们。”他的怀疑态度事出有因：有些团队声称自己比其他团队强大10倍，所以，他们不可能都是对的。
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全世界各地的研究团队逐渐绘制出更大的三维星系图，并把它们共享到互联网上。我觉得，既然这么多人花了这么多心思在绘制天图上，那必须有人来好好分析这些数据，才对得起他们。所以，我和朋友安德鲁·汉密尔顿组建了一个团队，采用我们在分析宇宙微波时所用的信息论方法来测算星系频谱图，帮他们添砖加瓦。
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安德鲁是英国人，他是个不可救药的开心果，脸上总挂着淘气的微笑，他也是我最喜欢的合作者之一。有一次，我、安德鲁、韦恩·胡（Wayne Hu）和新剃了光头的大卫·霍格（David Hogg）约在一个餐厅见面。我迟到了，于是询问女服务员有没有看见三个人，分别长得像演员罗伯特·雷德福（Robert Redford）、李小龙和侦探科杰克（Kojak），她想了想，笑着说：“罗伯特·雷德福在那边……”
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我和安德鲁分析了各种各样的三维天图，它们的尺度日渐增大，并且都有着令人费解的名字，比如IRAS、PSCz、UZC和2dF，分别包含有5 000、1.5万、2万和10万个星系。安德鲁住在科罗拉多州，我们通过电子邮件和电话讨论了无数次关于频谱测算中的艰难之处。我们还在阿尔卑斯山和落基山脉一起远足，期间探讨的话题也都离不开这个。
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SDSS以全数字化成像和细致的质量控制为基础，绘制出了最大、最清晰的天图，所以我认为它完全值得用最小心翼翼的态度来分析。由于担心成为薄弱环节，我花了很多年的时间来处理许多被不少人认为是最无聊的事情。这个项目的推动者之一吉尔·克纳普教授（Jill Knapp），是吉姆·冈恩的妻子，她每周都会在普林斯顿大学召开例会。每到那时，她就会用很多好吃的食物来招待我们，与此同时，我们在分析室里努力辨认所有构架，试图找出处理它们的方法。比如，某一个特定的方向上能绘制出多少星系取决于很多因素，例如，拍摄那天的天气如何，有多少星际尘埃挡在中间，光纤挡住的可见星系所占的比例等。老实说，这些事真的很枯燥，但我从许多人那里获得了极大的帮助，尤其是迈克尔·斯特劳斯教授（Michael Strauss）和他当时的研究生麦克·布兰顿（Mike Blanton）。与此同时，我还常需要让计算机花几星期时间，无穷无尽地循环计算多达几个太字节的矩阵数表，还要时刻盯着算出来的混乱图形，调试代码，并一遍又一遍地重试。
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就这样过了6年，2003年，我终于提交了两篇论文，每一篇的共同作者都超过了60人。我的一生中，从未有过这样如释重负的感觉——也许写这本书除外。第一篇论文考量了图3-6中的星系频谱图，第二篇则将其与微波背景频谱图结合起来，从中得出一些宇宙参数的度量值。我将一些重点列在了表3-1中；在此我更新了数据，采用了其他人的最新成果，然而，尽管不确定性在下降，但数值并没有太大变化。（表3-1显示，将宇宙微波背景天图与三维星系天图结合起来，我们能测算出一些关键的宇宙参数，误差率仅在几个百分点。）在我上研究生时，人们为宇宙年龄是100亿年还是200亿年而争论得不可开交，对此我到现在还记忆犹新。而现在，我们争论的焦点已经变成了宇宙年龄究竟是137亿年还是138亿年！精密宇宙学的时代终于来临了，我因自己能参与其中小小的一部分而感到兴奋和荣幸。
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表3-1 对一些关键宇宙参数的测算值及误差率
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对我个人来说，幸运女神也随之降临——2004年秋天，我因MIT的终身教职而接受了评估。我被告知，要想获得这个职位，我需要“一个全垒打或者几个二垒安打”。正如音乐家们需要有一张作品的销售前十排行榜一样，我们科学家也需要类似的东西——引用列表。每次有人引用你的论文，就好像在你的帽子上添了一根羽毛。引用这档子事儿有时候很随机，也很愚蠢，人都有从众的倾向，因为一些懒惰的作者会直接抄袭别人的引文，根本连读都不读一下原文。但是晋升委员会还是会把引用率纳入考量，就像棒球教练会考虑击球率一样。就在我祈祷好运时，这两篇论文突然间一跃成为我有史以来引用率最高的论文，其中一篇甚至一度飙升为2004年物理学界引用最多的论文——尽管占据榜首的时间并不长，但对终身教职来说已经足够了。我的好运悄无声息地持续着。《科学》杂志决定将“2003年科学突破”之首颁发给宇宙学，因为宇宙学终于变成了一门可以信赖的科学，并提到WMAP项目和SDSS的分析结果功不可没。
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平心而论，这些数据根本算不上什么突破，只是近年来全球宇宙学家共同推进的一个缓慢而坚定的进步过程。我们的工作算不上具有革命性，也并没有什么令人惊讶的发现。相反，我们只是简单地让宇宙学变得更加可信，让它成长为一种更成熟的科学。对我而言，最大的惊喜就是没有惊喜。
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苏联著名物理学家列夫·朗道曾说过：“宇宙学家经常会犯错，但他们从不优柔寡断。”有太多例子可以证明这句话了——阿里斯塔克斯所声称的太阳距离比实际近8倍，哈勃声称的宇宙膨胀速度比实际快7倍。好在这种野蛮生长的状态已经结束了——我们看到了太初核合成和宇宙聚集对原子密度的各自预测完美吻合，Ia型超新星和宇宙聚集对暗能量密度的分别测算也相互印证。在这些交叉检验中，我最喜欢的是图3-6中展现的那个——图中，我画出了5个不同的测量结果所对应的频谱曲线，尽管它们各自使用的数据、测量团队、所使用的方法有着天壤之别，但你可以从图中看到它们彼此是多么吻合。
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我们宇宙的终极地图
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还有很多未知区域
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现在，我正坐在我的床上，手上敲着这些字，心里想着宇宙学的变迁史。当我还在做博士后时，我们常常谈论，如果能获得准确的数据并最终精确地算出宇宙参数的值，那将是一件多酷的事情。而现在，我们终于可以说：“我们做到了。”答案就在表3-1中。那么，下一步要做什么呢？宇宙学是否已走到尽头？我们宇宙学家是不是该换工作了？
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我的答案是：“不！”为了说明宇宙学里还有很多有趣的领域尚未被探索，让我们擦亮眼睛看一看宇宙学家的成就有多么微不足道吧——我们只是将自己的无知参数化了而已，因为在表3-1中的每一个参数背后，都隐藏着无人知晓的奥秘。比如：
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●我们已经测出了暗物质的密度，可是暗物质到底是什么？
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●我们已经测出了暗能量的密度，可是暗能量到底是什么？
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