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在第三回里我们说到，之所以以重子物质形成宇宙结构（就是恒星、星系什么的）会遇到问题，主要在于：重子物质得等到到光子退耦（0.25ev，2.4万年）才真正开始。这是因为像我们以前所说的，重子物质的数密度和光子的数密度在大约22MeV（10^-3s）时就稳定下来了（正反重子物质湮灭率和宇宙膨胀速率持平），这个密度比基本是10^-10，也就是说，一个重子要被约10^10个高能光子所包围。考虑到Jeans的自引力理论，这相当于重子物质的有效Jeans长度或者有效Jeans质量很大，那么为了形成今天的星系结构，需要的初始扰动得在10^-3的量级，它比今天实测到的大一个数量级。
这里我们需要再仔细看一下Jeans的自引力理论。上一回我们提到它由流体力学方程，物质守恒方程和牛顿引力的泊松方程构成，而这组方程又可以被写为，描述在宇宙膨胀过程中扰动随时间（温度）变化的一个方程，对此方程在小扰动时可做线性近似。得到的结果是：膨胀的介质中自引力效应只是幂律的（而静止介质中则是指数的），因此宇宙结构形成很缓慢；在辐射为主的时期，实物的扰动更慢（几乎是线性的）；到了宇宙的曲率为主时期，扰动增长几乎停止（我们现在的宇宙处在曲率为主早期）；在扰动很大的情况下，不再能使用线性近似，扰动呈非线性增长（非线性增长会使大质量恒星逐步变成黑洞）；Jeans的自引力理论的特征值是Jeans长度和Jeans质量，就是说一个扰动的波长要大于Jeans长度或者说一个扰动范围的质量要大于Jeans质量。因此，我们可以推知，为了得到合适的扰动结构，要么初始扰动够大，要么扰动时间够久，然而就第一段的论述可见，重子物质这两个条件都无法满足。
关于初始扰动，一个关键的问题在于这个扰动是怎么产生的？产生于何时？在说这个之前我们先看一下视界的概念，以及它和扰动长度之间的关联，所谓视界就是指光能联系的长度，随着宇宙增长，视界是越来越大的。而某一尺度的结构扰动Jeans长度却是确定的，或者说某一质量天体结构的Jeans长度的是确定的，比如对于星系而言，大约是1Mpc。因此如果一开始一个扰动是超视界的，即Jeans长度大于视界，那么伴随宇宙膨胀，这个扰动会逐渐进入视界，Jeans长度越大进视界时间越晚。根据目前观测显示，星系（1Mpc）的进视界时间大约在辐射为主的晚期，星系团（5Mpc）的进视界时间大约在辐射与物质等量时刻，超团（50Mpc）大约在实物为主的前期。前面说的重子物质的有效Jeans长度或者有效Jeans质量太大，就是说在上述三种天体结构的进视界时间处，由重子气体形成的Jeans长度大于扰动长度，因此不能够开始结构形成。
让我们回到初始扰动如何产生的问题上。根据目前的观测显示，如果各天文结构的初始扰动发生在进视界的时刻，那么由于这些结构的进视界时刻基本在实物为主左右，因此扰动呈线性增长，根本无法形成今天的结构。这就是说，扰动必发生在超视界的时候，等到演化到进视界时，相当于已经有了一个初始扰动谱。那么超视界的时候发生着什么呢？如果在Plank尺度没有别的理论存在，那么极早期宇宙的视界极小（大约是今天的10^-29的量级），这意味着这个视界以外的宇宙区域完全没有联系，那么又将如何产生宇宙学尺度的扰动呢？除非在这个尺度以上的物理是亚视界的，而这也恰好是对宇宙大爆炸理论的一个支持。所以总结一下，初始扰动应该是发生在宇宙大爆炸以后，在超视界的时候需用广义相对论来考量，进入视界后则用Jeans理论来描述。这也是我们今后讨论结构形成的一个起点。最后说一点就是一般我们对星系、星系团、超团可以选用同样的初始扰动谱，而对结构形成几乎无影响，这个值大约是10^-4。
现在合适的结构形成条件基本归结于，要有别的东西，帮助重子物质形成结构
。我们已经知道结构形成的过程其实是引力在发挥作用，那么在不改变初始扰动的情况下，只有增加引力才可以对重子物质有积极的影响，事实上有研究者试图通过修改引力理论来做到这一点，但是这样做并无必要（如果仅仅为了这一点），因为我们前面知道宇宙中的实物质量密度中绝大部分并非来源于重子物质（就是不存在于粒子物理标准模型之中），我们完全可以引入新的粒子，即回答质量密度的问题，同时又因为新的粒子的引力可以施加于重子物质之上，而解决结构形成的疑难，一石二鸟。
在下一回里我们将看到这些新的粒子有什么特性，以及它们对结构形成的影响。
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