爱因斯坦1915年建立广义相对论两年后,就开始用它研究宇宙的演化,得到一个随时间演化的宇宙模型,后来由于主观认为宇宙应该是不随时间变化的,遂在方程中加入一个常数项,称为宇宙学常数项,以保证宇宙是静止的。后来1929年哈勃经过现代天文观测技术首次发现宇宙在膨胀,越远的星体远离地球的速度越大,这个现象被总结称为哈勃定律。随着哈勃定律的发现,学术界普遍认可了弗里德曼宇宙模型。而宇宙学常数并没有被完全抛弃,后来根据对高红移的Ia型超新星的观测研究表明宇宙正在加速膨。宇宙微波背景辐射作为第一个严格意义上支持并极大推动宇宙学发展的实验证据,其测量精度不断提高。而最近的威尔金森微波背景辐射探测器(WMAP)和普朗克卫星探测器(PLANK)发现了一个大尺度的反常,即背景辐射谱的半球功率谱不对称性的存在。对其的理论解释和研究对宇宙早期演化的清晰化具有重大意义,同时也对暗物质和暗能量问题有重要启示作用,可为新物理提供不一样的的解决思路,它已成为宇宙学研究中热门课题。对它的研究有助于我们了解宇宙早期演化过程,宇宙暴涨的机理及原初密度扰动对宇宙大尺度结构的形成的机制。星系旋转曲线以及引力透镜效应等现象都预示着宇宙中存在着与普通物质不同的物质形态,被称为暗物质。暗物质与暗能量成为了21世纪物理学的两大疑难,极有可能导致与20世纪量子力学与相对论诞生同样重大影响的革命,因而成为物理学研究的热门课题。粒子物理标准模型在描述微观现象取得了极大成功。轴子来源于粒子物理的强CP问题,可产生于所谓的misalignment机制,类轴子粒子ALP(Axion-like particles)通常在弦论中出现,与轴子具有相类似的性质,作为玻色子,它们都具有冷的,稳定的和弱作用的特点,所以轴子和类轴子均成为暗物质候选者之一。本文首先介绍了宇宙学模型的建立,在宇宙学发展过程中遇到的问题。接下来探讨了背景辐射的发现和意义,实验的进展和视界疑难和平坦性疑难。暴涨理论的出现恰好非常成功地解释了这些疑难,成为了描述早期宇宙认可度极高的理论模型。很多学者都相信宇宙早期曾经存在过这一时期。威尔金森微波背景辐射各向异性探测器和普朗克探测器是目前仍在进行的最先进的观测手段,通过分析微波背景半球能量谱,表明在可观测宇宙尺度上,半球功率谱具有大尺度不对称性,此非对称性存在非常强的尺度依赖性。轴子和类轴子作为暗物质的候选者之一,其在极早期宇宙中可能扮演者极其重要的角色,经过研究我们发现形成于临近可观测宇宙区域的类轴子(ALP)的宇宙弦可以很自然解释这个非对称。我们发现宇宙弦在可观测宇宙产生了一个场的变化,然后在暴涨后变成粒子密度波动。因此导致了现在观测到的半球功率不对称性。