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宇宙揭秘:宇宙大爆炸理论是如何被发现的?

发布时间:2019-01-07 12:30:39  作者:宇宙探索  来源:宇宙探索  阅读:77

      宇宙是如何诞生的呢?我们都听过大爆炸,但我们要如何知道真的就是如此?毕竟没人曾在场亲眼目睹。如果这个问题难以回答,那就试试这个吧:宇宙创世之前发生了什么事?
      在“创世纪”中,神说“要有光”,接着“就有了光”,“神于是创造了天地”。但如果一切都是从此刻开始,那么神石如何创造万物的?在时间出现之前,就有时间存在吗?这个问题已让科学家和哲学家还有一般大脑思索了5000多年。
      但是在1920年代,一个科学发现为我们了解时间起源带来曙光,甚至可由此了解更早之前的情况,这个人就是埃德温哈勃,在加州的威尔逊山顶上,哈勃将威力强大的新武器对准天空,那就是伟大的胡克望远镜。用它观测天空时,他就成为第一位见识到宇宙真正规模的人。
    宇宙揭秘:宇宙大爆炸理论是如何被发现的?
      哈勃发现天空中那些模糊区域并不是聚集起来的气体,而是其他的星系,宇宙中的星系不是数千个,而是数千亿个。与这项发现同样引人注目的是哈勃的观察引发出一项影响更甚远的结论:宇宙正在扩张,每个星系都漂移得越来越远。如果将这个概念往回推,加上所有的数学演算,都指向宇宙创始时一个体积无限小密度无限大的状态,科学家将这种创始状态称为“奇异点”。
      在大爆炸之前,没有空间也没有时间,创始之前什么都没有。将奇异点的时间拨开,起跑枪就是大爆炸,能量与物质的一次巨大爆炸,产生了我们今日在天空中看到的一切,也创造出了时间和空间,所有辐射和物质向四面八方射出,宇宙最后开始冷却,重力导致物质集结在一起,恒星因而诞生,接着又发生爆炸,随后,旋转圆盘的气体聚集形成更新的恒星。最后,大爆炸后的几十亿年形成了行星,包括我们的地球。这个复杂的故事成为新的教条,但无论这有多可信,大爆炸之说仍然只是一个理论。
    宇宙揭秘:宇宙大爆炸理论是如何被发现的?
      位于克劳福山的贝尔实验室,大爆炸理论就是从这里诞生的。阿诺彭奇亚斯与罗伯特威尔森是无线电天文学家,他们都在贝尔实验室工作,他们曾经一起研究微波天空,因为贝尔实验室在探索用它作为微波通讯的可能性。那是1964年,当时这两位科学家并没有想到解答什么重大的宇宙问题,他们只是想让设备正常运作。起初他们的无线电讯号一直被神秘的杂音干扰,阿诺彭奇亚斯与罗伯特威尔森是很优秀的无线电天文学家,他们打造的望远镜是很棒的,应该不会出现有背景杂音,但确实有杂音。这些背景杂音来自天空的每一个角落,威尔森与彭奇亚斯想尽了办法,他们还将天线上的尘土与树叶打扫干净,但杂音依旧存在;他们用液态氦来冷却接收器,不过杂音仍在;他们甚至赶走了在望远镜筑巢的鸽子,并清楚它们的排泄物,结果杂音还是存在。
      有时候科学研究就是要清楚很多东西,然后看有什么留下来。清楚了能想到的一切之后,他们终于了解到一定是存在着什么别的东西,阿诺彭奇亚斯与罗伯特威尔森分析唯一的可能就是它是来自我们星系以外的某处,当时这似乎是个激进的想法,他们也真的不知道该如何处理这个结果。
      咨询了普林斯顿大学的物理学家,阿诺彭奇亚斯与罗伯特威尔森了解到噪音能来自天空每个角落的唯一原因就是那噪音是某个重大宇宙事件的微弱回音。于是他们测量了背景的温度,得出那是宇宙创始时的残余噪音。
      经过某些世界知名科学家40多年的推测计算之后,证实了这两位无线电工程师偶然发现到的,的确是宇宙创始时的微弱回音。噪音一定是大爆炸遗留的热能造成的,时空创造时的景象开始浮现。如果一个球代表宇宙,当宇宙扩张时,你会注意到气球里的一切都会远离彼此,我们并不处在宇宙的中心,整个宇宙都在扩张中,随着时间扩张,而辐射的情形也是如此,微波辐射并不是朝我们而来,整个宇宙都充满着来自大爆炸的辐射;宇宙扩张时,辐射就会冷却,宇宙就会越冷。
    宇宙揭秘:宇宙大爆炸理论是如何被发现的?
      意外发现了宇宙的微波背景辐射让这两位无线电工程师获得了诺贝尔物理学奖,也让科学界第一次有根据地估计大爆炸是在何时发生,那就是在130至140亿年前之间,我们对宇宙的了解从此彻底改变了。