正文
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图2. 约翰·皮考克和位于英澳望远镜（AAT）主焦的2dF光纤定位器（2012年拍摄）。这台设备可以同时测量400个目标天体，它打开了通向星系分布大规模统计巡天的大门。
问：当时人们普遍认为（2dF巡天所用）感光板(photographic plates)的测光精度对于推断大尺度结构将是一个严重的问题，为什么后来发现不是如此？
答：这是
一个潜在的问题。如果巡天的深度在天空中以你不知道的方式变化，那么三维星系巡天的统计威力就会减弱。开始时，没有太多数字化资料用于校准感光板。所以我们依靠感光板之间的重叠试图得到均匀的测光标准。但在巡天开始后，我们意识到这不太成功。新的信息来自2MASS，这个巡天在近红外波段对全天进行了成像。他们最短的波段是1500纳米，而我们工作在大约450纳米，但我们可以看到不同感光板之间平均的光学-红外颜色的变化。这给了我们改正我们的测光所需的信息，我和肖恩·科尔花了很多精力做这件事。所以，2度天区星系巡天是不均匀的——但是我们知道这种不均匀，所以我们可以容忍。
问：就宇宙的大尺度结构而言，你了解到了什么？
答：2度天区星系巡天首次精确测量了很多量。我们测量了星系偏袒（galaxy bias）如何依赖于颜色和光度（换句话说，我们测量了星系光度函数如何随环境变化）。但最根本的影响来自对星系成团形式的测量：功率谱和相关函数。功率谱的大尺度形状对总的物质密度敏感。总物质密度在我们开始巡天时还知之甚少。2001年我们的第一篇功率谱的文章和当时有限的宇宙微波背景辐射结合起来，支持现在的
Ω
m
=0.3 的模型。同样在2001年，我们发表了重子声波振荡（Baryon Acoustic Oscillations）的第一个证据。第一次看到这个现象的证据是非常令人兴奋的。我记得2000年12月在德克萨斯相对论天体物理会议上报告这个结果：人们那时非常怀疑，但我们是对的。2005年我们用最终的数据得到了改进的测量，与美国的斯隆数字巡天(SDSS)同时探测到了重子声波的
振荡
。很多人认为斯隆数字巡天是首个探测，但事实不是这样的。在2001年的另一篇文章中，我们也通过与结构形成相伴的速度首次精确测量了红移-空间畸变（Redshift-Space Distortions；RSD）。这也依赖于物质密度，同样支持较小的值。今天，由于WMAP卫星和普朗克卫星，我们熟知这个红移-空间畸变，现在被用作判断正确的引力理论的探针。故2度天区星系巡天率先发展的两个工具——重子声波振荡和红移-空间畸变真正主导了现代宇宙学。
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图3. 2度天区星系巡天揭示的两个扇形区域（它们依赖于距离（以十亿光年为单位））壮丽的星系丝状分布。这个巡天在1997年和2003年间测量了大约200000个星系的三维位置。这些图案是微小的原初涨落的遗迹，或许是由整个宇宙还处于围观尺度时的量子涨落产生的。这些原初（涨落的）种子的引力塌缩产生了宇宙中所有的复杂结构——最终形成了行星和人类。
问：在暗能量研究方面，您认为未来的主要方向是什么？暗能量的本质会如何被揭示？
答：我不知道了解暗能量的本质是否会那么简单。我们将尝试测量它是否随时间变化，以及它是否确实支持不均匀性。到目前为止，这些都是零结果：在红移~1，暗能量密度在大约10%之内和今天相同。如果暗能量（dark energy）和宇宙学常数无法区分，那么就难以知道它是什么：很多量子过程会增加一个“裸”宇宙学常数，而你只得到一个数。即使我们看到一些动力学过程，它可能也不会告诉我们很多：如果我们看到自红移1以来暗能量减少了，比如说3%，我们在10σ精度上进行了探测，这也没有告诉我们很多关于这个现象的信息——仅仅是某种过程在进行而已。我认为很多人的偏见（我的，当然）是宇宙学常数与数据符合，但是最好还是进行检验。未来的实验将使用重子声波振荡作为标准尺测量距离-红移关系，我们将使用红移-空间畸变和引力透镜测量扰动的增长。这将由花费超过1亿美元、上千名天文学家参与的大型实验开展：DES、LSST、Euclid、WFIRST。我希望事情可以做得更简单，但是暗能量变化的效应很小，我不知道其他能达到小于1%精度的方法。但确实感觉下一代实验可能就到头了——特别是如果没有探测到演化的话。
问：有理论家信誓旦旦地告诉我，宇宙（平均）物质密度必然是临界的，因为那是最简单而优美的宇宙。现在我们发现宇宙虽然是平坦的，但物质密度只有临界值的30%,而其余70%是暗能量。我们的宇宙是不是有些丑陋？
答：当我第一次读到吉姆·皮波斯提出（相对于临界密度）物质密度为30%（
Ω
m
=0.3
），宇宙学常数为70%的文章（1983年）时，我确实认为这是丑陋的。很长一段时间，我都确信真空能密度应该为零（由于下一个问题中解释的原因）。所以那时
Ω
m
=1 是一个有吸引力的简单模型。但自大约1990年以来，看起来证据实际上都是否定它的。于是我觉得弯曲的低密度模型是最有吸引力的，尽管有观点从宇宙微波背景辐射在小尺度上缺乏扰动这一点对此表示反对。但在那时只有少数人有计算宇宙微波背景辐射的程序，所以难以检验这些观点。当第一批超新星文章（1996年）错误地宣称排除了真空主导的模型时，事情又进一步变得困惑了。所以仅当研究超新星的人修改了他们的结论（一个他们不想让人们记住的事件）时我才确定有太多的证据支持宇宙学常数，所以必须接受它——这是1998年。这个结果，不说丑陋也肯定是复杂的。存在一个独特的时刻，宇宙从物质主导变为真空主导，现在，理解这个转变为什么发生成了一个挑战。
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图5. 想象中的多重宇宙（图片来自http://msnlv.com/multiverse.html）
问：您对多重宇宙（multiverse）有什么看法？随着数学的优美变得越来越重要，经验的检验是否变得不再必要？
答：如我前面所说，宇宙学常数或非零的真空能密度有几个问题。问题不是要理解密度为什么能不为零，而是要理解它为什么那么小。量子修正会导致一个物理的真空密度，如果允许存在无限高能的虚粒子，那么这个真空密度会发散。所以新物理必须截断这个发散：在至少10 TeV 的能标，因为大型强子对撞机（LHC）没有看到新物理。但是宇宙学常数的能标是 meV，小了
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