2001 年 6 月 30 日，美国国家航空航天局发射了一枚探测器，以回答我们能提出的最大问题：宇宙有多大？它将如何终结？它是有限的还是无限的？（参阅蒂姆·福尔杰在《发现》杂志 2000 年 5 月刊中撰写的“宏伟的任务”。）
这艘宇宙飞船——最近为纪念天体物理学家大卫·威尔金森而重新命名为威尔金森微波各向异性探测器——正在宇宙微波背景中寻找线索，这是早期宇宙遗留下来的微波余晖。初步结果出色地证实了关于宇宙起源的流行观点，包括宇宙始于一段失控增长的时期。特约编辑蒂姆·福尔杰与普林斯顿大学的著名宇宙学家、WMAP 团队成员大卫·斯佩格尔讨论了这些发现的意义。
新的宇宙测量最显著的方面是什么？
我最兴奋的是精度。我们现在知道宇宙的年龄——137 亿年——精确度达到 1%。我们知道普通物质只占宇宙质量的 4%。其余部分由暗物质组成。这证实了我们一直以来所做的许多预测。在你职业生涯的开始，你有没有想过有可能回答这样的问题？ 从未。没有这样的精度。当我进入这个领域时，宇宙学是一门非常推测性的学科。现在它是一门真正的实验科学。我们可以对宇宙的性质进行预测，然后去检验我们的预测。实验的准确性正在以数量级的速度提高。我从未想过我会看到这样的事情。
我们接下来该怎么做——我们已经回答了所有大问题了吗？ 嗯，还有一些大问题。什么是暗物质？什么是暗能量，那种似乎驱动宇宙加速的看不见的东西？这是两个真正基本的问题。另一个非常大的问题是理解是什么导致了暴胀，即宇宙诞生之初发生的极其快速的膨胀。通过 WMAP，我们实际上排除了最简单、最流行的暴胀模型。我们已经开始了探索早期宇宙复杂物理学的过程。这只是一个开始。我们刚刚达到了可以开始限制不同宇宙模型的敏感度。展望未来，普朗克（欧洲航天局计划于 2007 年发射的探测器）将是在限制暴胀参数方面迈出的又一大步。普朗克可能会在微波背景中探测到来自早期宇宙的引力波。
WMAP 的结果是否也排除了暴胀的替代方案，即更离奇的物理学？ 是的，它们确实排除了。我们排除了一大类理论。WMAP 确实表明宇宙经历了早期加速阶段，就像你在暴胀模型中看到的那样。
那么 WMAP 证实了暴胀的大部分预测吗？ 这是暴胀的胜利。我也认为这是普林斯顿的吉姆·皮布尔斯、莫斯科的拉希德·孙亚耶夫和伯克利的乔·希尔克等人工作的真正胜利。在宇宙微波背景被发现后不久，他们基本上提前 30、40 年预测了我们将会看到什么。这真是相当令人惊叹。
未来会有什么能与过去 30 年我们对宇宙的了解相媲美吗？ 暴胀可能最终只是一个更深层理论的非常简单的版本，比方说，它来自弦理论。我认为，那样的事情会比我们目前拥有的任何东西都更深刻。确实，在某些领域，物理学太成功了，大问题已经得到了回答。但是我认为，当我们最终得到一个模型，其中 4% 的宇宙是原子，96% 是其他物质时，我认为很难声称我们已经知道了一切！
WMAP 会帮助我们了解宇宙的命运吗？ 初步结果支持隐藏能量正在推动宇宙膨胀的观点。在我们了解暗能量的本质之前，我们并不知道它未来会发生什么。但如果我们采用最符合我们数据的简单模型，那么宇宙将永远加速。
探测器会揭示宇宙是有限的还是无限的吗？
嗯，有一种方法可以判断宇宙是否有限。我们无法真正判断它是否无限。宇宙总是有可能非常非常大，但仍然是有限的。如果宇宙是有限的，并且小于或与可见宇宙的大小相当——半径为 130 亿光年——那么我们实际上会看到我们星系的年轻版本，因为它的光线会穿越一个有限的宇宙并返回。我们现在正在 WMAP 数据中寻找的一个信号就是宇宙是有限的证据。
你的直觉是什么？你是否怀疑宇宙会太大以至于无法检测它是有限的还是无限的？
是的。那看起来最有可能。我们能用数据做的是对宇宙的大小设定一个限制——宇宙必须大于某个最小尺寸。
WMAP 的结果在其他方面有什么令人惊讶的地方吗？ 我认为，确实存在的惊喜是早期恒星形成的证据，就在大爆炸后 1 亿年。另一个我们不太理解的结果是，我们没有在微波背景中看到任何大于 60 度（天空中波动角大小）的温度波动。热点和冷点似乎有一个最大尺寸。我们留下了这个有趣的异常，我们不太清楚该如何处理。[杰夫·维克斯，一位与斯佩格尔合作分析 WMAP 数据的数学家说：“天空中大尺度的温度相关性远低于无限宇宙中的预期，但恰好与有限宇宙中的预期相符。”]
参与这样一项历史性任务感觉如何？
我现在意识到我再也不会参与这样的项目了。我希望我会做很多有趣的事情，但这个项目真的很特别。这是一个非常小的团队，这意味着我们每个人都有很多责任。我从未像在这个项目上那样努力工作。我每天都工作到凌晨两点，早上七点起床，持续了几个月。真的非常紧张，一个小团队就这样工作着。结果也真的很令人兴奋。这是一次非常特别的经历。这将对这个领域产生非常大的影响——它将在未来 10 年内让宇宙学家们忙碌。而且这仅仅是我们第一年的数据。我们还有至少三年的运行时间。我认为很多数字会变得更加精确。
