[从无穷小到无穷大：宇宙新视觉] 无穷大乘无穷小 多年来，科学家已经展开了对粒子物理、天体物理和宇宙学交叉领域的探索，全部这些努力全部在逐步模糊粒子物理学或天体粒子物理学的界线 向规模要效益 在阿根廷西部安第斯山脉周围，一个蔓延数百千米的大草原被灌木和草场所覆盖，它或许是喂养牛羊的最好地方，或许是拍摄西部电影的理想宝地，又或许是在一个风清月明的夜晚凝视满天繁星、畅想宇宙奥妙之地然而．1980年诺贝尔物理学奖取得者、美国芝加哥大学的粒子物理学家詹姆斯・克罗宁，为了捕捉来自深空的粒子却选择了这里．以图处理天体物理学中一个长久悬而未决的问题 克罗宁及其同事在草场上铺设了1600个探测器，当宇宙射线冲入大气时，这些探测器便能够探测由此产生的雪崩粒子假如像估计的那样，几年后她们就将发觉宇宙射线的源头现在还无法做到这一点假如能做到的话那将是一个巨大的突破克罗宁说她因发觉在物质和反物质之间的细微不对称性而分享了1980年的诺贝尔物理学奖，也就是众所周知的CP破缺忠实于物理学家所受的训练，克罗宁信仰一个简单的信条：“向规模要效益 粒子天体物理学的进步不但完善了粒子物理学，而且也改变了天体物理学和天文学。
粒子物理学家已经习惯了在对撞机前从事大量的试验，她们把很多技术和试验方法引入了这个领域，从而使得该领域的试验不论在尺度上还是复杂度上全部取得了长足的进步你正在为这个领域引入所需的新文化和新方法美国芝加哥大学粒子物理学家布鲁斯・温斯坦说，现在她从事大爆炸的余辉的相关研究 然而，粒子天体物理学能否连续繁荣则依靠于计划中的试验是否能得出有期望的发觉实际上，部分人指出，这个领域的未来可能部分依靠于大型强子对撞机的新发觉 宇宙之关联 就天体物理学而言．在某种程度上粒子物理学正在重返过去1932年物理学家经过宇宙射线首次发觉了反物质――反电子，或称为“正电子”几年以后，她们发觉了超出组成我们日常生活物质的第一个粒子――d介子，把粒子物理学的研究领域变成了宇宙学和天文学的领域在这个领域中，尽管粒子物理学家有时看不到任何粒子，但她们却正在追逐宇宙中最神奇的画卷 大多数物理学家认为．这一领域的发展能够追溯到20世纪七八十年代的宇宙学和粒子物理学概念的连接如理论物理学家们意识到了宇宙中氦的丰度给中微子种类设定了限制；而当触及大爆炸理论时，部分物理学家则注意到CP破缺大约解释了为何宇宙包含了如此多的正物质和如此少的反物质。
如此的联络使得粒子物理学和宇宙学变得无法区分，以至于欧洲核子中心的理论物理学家乔纳森・埃利斯发觉，极难区分什么时候她写的是相关粒子物理方面的文章，什么时候又是相关宇宙学的文章而受到近些年重大发觉的影响，很多原先从事试验的科学家已经加入到了粒子天体物理学的行列中 另一个领域是经过研究远距离恒星爆发来追溯宇宙膨胀的历史1998年，两个小组分别独立地汇报了最远的超新星要比所估计的还遥远，从而显示了宇宙的膨胀是加速的这一惊人的发觉表明了某种神奇的“暗能量”充满了整个宇宙空间2021年，依据NASA的威尔金森探测器的观察数据，科学家支持了上述革命性的看法――经过分析宇宙微波背景辐射的微小温度改变，发觉宇宙中有7％的暗能量、24％的暗物质和仅仅5％的一般物质 伯克利国家试验室的粒子物理学家纳塔利・罗说，暗能量和暗物质的概念已经点燃了科学家想象的火种，“既然已经意识到夸克仅占宇宙的5％，我想她们很自然地要问余下的95％是什么因此对于粒子物理学家而言，暗能量和暗物质是深入探寻的目标” 开始行动 当科学家解释“转行”到粒子天体物理课时，绝大多数人表示，她们是被这一领域的诱人前景所驱使在标准模型被最终敲定和论证以前，粒子物理学领域是最令人兴奋的。
美国理论物理学家史蒂文・温伯格说其1979年因在标准模型上的贡献而取得了诺贝尔奖，现在正在从事宇宙学的研究在宇宙学里，很多问题愈加开放 纳塔利曾花费10年时间研究夸克的性质她认为，当研究者不知道从试验中能期望得到什么的时候，就需要拓展新的领域了还有其它科学家表示，她们转向粒子天体物理学是为了寻求一个愈加适宜的工作环境华盛顿天主教大学的粒子物理学家丹尼尔・阿克里波说，她之因此离开了对撞机研究，是想在新的领域中有更多亲身实践的机会现在她加入了低温暗物质搜寻计划的研究中 美国的大卫・西纳博曾在费米国家加速器试验室工作，但2021年美国能源部忽然终止了这个项目，使她面临着进退两难的境地西纳博本能够参与LHC的研究，然而她却加入了斯隆数字巡天这一全新的天文学尝试西纳博现在正从事超新星和暗能量的研究仿佛又回到了大课时代，就像刚进入大学的学生一样无知尽管如此，她还是为她的决定感到快乐 而少数多个科学家表示，她们从事粒子天体物理学的研究纯粹是为了好奇对我而言，这是一个不花钱就能去南极探险的机会美国的大卫・贝森开玩笑说，她现在正在南极从事中微子探测器原型机的研究在南极麦克默多考察站的采访中贝森说，探测宇宙中粒子撞击冰面所产生的射电信号是一件浪漫的事情，“这就像把你带回到了5岁大的时候，充满了好奇，不过在我成长的新泽西州是无法做到这一点的”。
重组设备 伴随对粒子天体物理学研究的深入，经费也注入到了相关的研究领域如2021年美国国家自然科学基金会设置了一个粒子和天体物理学项目，现在每十二个月有1600万美元的预算从1994年至今，英国在为粒子物理和天文研究委员会正常拨款的同时，还另外为粒子物理学、粒子天体物理学和天文学提供了经费然而，正如粒子天体物理学的发展扩充了粒子物理学的研究范围一样，也由此改变了天文学和天体物理学 显然，粒子物理学家还带来了通往新的探寻之路所必须的技术如NASA发射的γ射线大视角空间望远镜，给天文学家打开了一扇能窥视宇宙甚高能量光子的窗口或许更为主要的是，粒子物理学家对把技术、管理和资金推向极限的大项目喜爱有加她们是那些习惯于对大事毫不惧怕的人在2021年10月～2021年4月间任美国国家自然科学基金会数学和物理学理事会副主任的芝加哥大学宇宙学家迈克尔・特纳说伴随粒子物理学家进入了天体物理学和宇宙学的领域，她们“向规模要效益”的风格正在加速项目规模的增加 然而当粒子天体物理学发展之时，部分研究者对未来忧心忡忡NASA的粒子物理学家、GLAST项目科学家史蒂文・里茨担心，粒子天体物理学的兴起会冲击地面加速器计划。
有时候，部分项目所传达的意思是没必须建造地面加速器，因为这在太空中就能做到，不过这并不正确受此影响，有些对撞机项目被喊停了，尤其是在美国 最糟糕的是，粒子天体物理学的未来依靠于现在计划中的试验发觉斯坦福大学理论天体物理学家罗杰・布兰德福认为，首要的大型试验未来自于对暗物质的探测我们预先设想了暗物质是由超对称粒子组成的，不过我们可能完全错了假如假设是正确的，发觉了超对称粒子，粒子天体物理学的研究前景将日渐光明，反之，则会暗淡无光 而现在，从事粒子天体物理学的科学家正为置身于如此年轻、充满活力的领域而乐此不疲，其间充满了重大发觉的期望。