含宇宙常数的冷暗物质模型

当代宇宙学中有一模型获得了相对广泛的认可，即基于大爆炸宇宙学的ΛCDM模型（含宇宙常数的冷暗物质模型）。该模型认为宇宙中除了由质子、中子构成的普通重子物质外，还存在大量冷暗物质，即CDM (cold dark matter)；而且存在一个与暗能量相关的宇宙常数，以Λ (Lamdba)表示。

根据ΛCDM模型，我们可以这样理解宇宙的早期演化：鸿蒙初辟之时，宇宙是一团极其炽热、致密的等离子体，其中光子与物质相互耦合，并且几乎均匀分布。不过这团原初等离子体中存在少数密度起伏，后者是由真空中的量子涨落导致的。原初引力势（标量场）涨落的波幅，在所有尺度上几乎相同。这种小范围的扰动以声波的形式在等离子体中不断碰撞传播。冷暗物质虽不参与这种压力振荡，但能产生引力作用。

嗣后随着这团等离子体膨胀、冷却，重子与电子终于能够稳定地结合以形成原子，彼时的原子基本以中性氢的形式存在。在这一过程中，光子（或说电磁辐射）与重子（或说物质）发生了解耦，于是上述扰动便不再以声波的形式传播。宇宙的密度模式就此固定了下来。不过，通过观测各项异性的宇宙微波背景辐射（cosmic microwave background radiation）与重子声学振荡（baryon acoustic oscillations），我们今日仍能窥见彼时宇宙中的密度波动留下的印记。

光子退耦之后的宇宙大体上是电中性的，而且难以通过绝大多数形式的电磁辐射观测到，因此这一阶段被称为宇宙的黑暗时期（Dark Ages），大约开始于大爆炸后的第37万-38万年（红移值z≈1089）。在黑暗时期中，宇宙的温度大致从4000开尔文降到了60开尔文，物质开始在宇宙中密度较高的区域发生坍缩，冷暗物质逐渐呈晕轮状环绕重子物质。

之后，第一代恒星（星族III恒星）开始诞生，其释放的电磁辐射“照亮”了宇宙。也正是这些辐射对已失去电性的星际介质重新进行了电离，使宇宙在大爆炸后的第1.5亿年左右进入了再电离（reionization）阶段。而最早的星系大约是在大爆炸后的第3.8亿至第7亿年间形成的，不过第10亿年时宇宙的黑暗时期才彻底结束。冷暗物质环绕在诸星系周围，在整个宇宙中广泛散布。

宇宙中的结构是在引力的作用下自底向上形成的，从最早的恒星、类星体与矮星系到横跨数十亿乃至上百亿光年的大尺度结构，而这一切最初皆可追溯至暴胀（inflation）时期量子涨落所导致的微小密度差异。此外，尽管经历了不同的演化阶段，但星系仍保持着宇宙微波背景辐射“凝固”之时重子声学振荡的关联长度。

在宇宙随时间膨胀的过程中，宇宙常数Λ的作用逐渐开始占据上风，战胜与其相反的引力作用，因此宇宙的膨胀正在不断加速。根据CERN的数据，宇宙总质量-能量中的大约68%是与宇宙常数相关的暗能量，大约27%是暗物质，只有大约5%是构成我们在宇宙中所见万物的重子物质。

ΛCDM模型使用基于广义相对论的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规、弗里德曼方程，以及基于热力学的宇宙学状态方程。