探寻宇宙的黑暗面暗物质决定了宇宙今日的形貌暗物质，尤其是冷暗物质的演化，决定了如今我们所见宇宙的模样。这是天文学家讨论暗物质多年以后达成的一个共识。21 世纪初，许多新上马的大型巡天项目都证实了一件事：星系在宇宙空间中的分布并不均匀，而是排列成一些巨大而怪异的片状结构或纤维状结构，前者称为星系墙，后者称为星系纤维。这是目前已知的宇宙中最大的结构。而在更大的尺度上，宇宙的物质分布就变得均匀了。事实上，宇宙的均匀性和各向同性也是现代宇宙学的两个基本假设。典型的星系纤维尺度约为 3 亿光年，几条星系纤维相接的点称为节点，是宇宙中物质密度最高的地方。纤维和墙围成的区域称为空洞，空洞内的星系密度远低于纤维和节点。那里没有恒星，没有星云，就连暗物质都很难侦测到，堪称宇宙中最荒凉的地方。星系墙、星系纤维、节点和空洞合称为宇宙的大尺度结构（LSS，Large-scaleStructure）。宇宙中的星系团为什么会组成墙、节点、纤维、空洞等大尺度结构？威尔金森微波各向异性探测器绘制的全天微波背景辐射分布图，展现了宇宙大爆炸后 38 万年背景辐射能量的全天分布情况。彼时，对应的红移值约为 1100（大爆炸时对应的红移值是无穷大）。由于时空的膨胀效应，宇宙中辐射的波长一直在拉长。当宇宙年龄为 38 万岁的时候，物质与辐射间发生了退耦。这意味着辐射光子可以在时空中自由穿行，成为一种背景辐射，蔓延至太空的各个角落。我们的宇宙第一次变得澄明起来。威尔金森微波各向异性探测器发现，宇宙微波背景辐射具有高度各向同性的同时，还存在一些微小涨落，涨落幅度小于平均值的千分之三。这是宇宙早期物质的密度涨落在微波波段留下的痕迹。它表明，宇宙大爆炸后 38 万年，物质密度的扰动还不足千分之几。那么，这区区千分之几的密度涨落“种子”，是如何演化成今日弥漫宇宙各处的节点、纤维和空洞等大尺度结构的呢？通过计算机数值模拟，天文学家发现，单靠重子物质间的引力凝聚作用，大爆炸后 138 亿年的宇宙仍旧一片黑暗，连一颗恒星也诞生不了。寒冷而稀薄的物质如同淤泥般均匀，了无生气。若现实如此，那生命和人类也就不复存在了。时期称为宇宙的“黑暗时代”（DarkAges），因为在此期间，除了弥漫太空的背景辐射外，没有任何发光天体被观察到。天文学家对这一时期宇宙中究竟发生了什么几乎一无所知。不过可以肯定的是，冷暗物质的引力聚集效应在大尺度结构的形成和演化过程中起到了决定性作用，它大...
