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第1章 宇宙起源之谜

浩瀚的宇宙无边无际。古往今来,它的浩瀚无穷让无数的学者为之苦苦探索,辗转难眠。那么,宇宙到底是怎么诞生的呢?它的浩瀚无穷,到底来自于哪里呢?

谁也没想到,解开这个无穷大的谜团的关键,竟然是一部小小的电话。

电话机的工作原理很多人都知道,就是通过把声波转换成电子脉冲,再把电子脉冲转换成声波来实现两地的通话。可是,这跟宇宙之谜有什么关系呢?

这就要从1962年的事情说起了。

那一年,美国电话电报公司(也叫做“美国电信”)发射了第一颗通信卫星。虽然它是第一颗真正连接了全球通信网络的通信卫星,但是却存在一些小问题,比如这颗卫星传输的呼叫总是带有一种“咝咝”的声音。对于这个问题,相关的工程师是这样解释的:也许是卫星和地面之间的联系方式有问题。

要解决这一问题,提升和完善卫星和地面之间的联系方式就成为关键。跟电话机的工作原理相似,通信卫星就是通过把电子脉冲转变成微波和无线电波这两种光的形式来进行的。

为什么通信卫星要选择这两种光的形式来实现通信呢?

这是因为光有很多种形式,我们最熟悉的一种,也就是可见光,它的最佳代表就是彩虹的七色光。关于它为什么会有色彩的分别,科学家们已经得出权威的结论,那就是因光的波长的不同,色彩也就必然会有差异。在研究中,科学家们发现,在可见光里,紫光的波长最短,红光的波长最长。而波长比可见光长的光就是红外线,比红外线的波长还长的就是微波,无线电波就是波长最长的光。微波和无线电波都能够穿越地球的大气层,所以通信卫星要选择这两种光的形式来实现通信。

到了1964年,“美国电信”贝尔工作室的工程师们仍不能对这颗卫星发出噪声的原因给出任何合理解释,不得不邀请美国射电天文学权威罗伯特?威尔逊和阿诺·彭齐亚斯专门前去检查这颗通信卫星。

威尔逊和彭齐亚斯首先把疑问对准了接受通信卫星信号的巨型天线。毕竟,如果天线出了问题,通信自然而然地也会出问题。他们首先测试了这部天线的性能。他们把天线指向了太空——而通信卫星信号根本不能到达那里,于是,他们肯定天线接收不到任何信号。可通过仪器测试,令他们惊奇的是,天线竟然接收到了一种微弱的微波信号!

怎么可能?他们想,因为这种结果就表示,空旷的太空中竟然有信号传播!这在他们以往的知识范围内是绝对无法解释的!

这怎么可能?!他们同时这么想,并且认为这个信号是来自其他的地方。他们发现,天线装置内部有一些鸽粪。

也许是它的原因。他们这样想,因为鸽粪也是可能的微波源。

于是,他们爬到了天线的顶端,赶跑了在那里筑巢的鸽子,又把掉进天线装置内部的鸽粪清除掉。可是,出乎他们意料的是,那种“咝咝”的噪声仍然存在。

这无疑让他们困惑不已,而更加让他们觉得难以解释的是,不论把天线指向天空中的什么地方,那种微弱的微波信号仍然存在。也许是地面的信号源出了问题?可是,在经过仔细检查之后,结果也是让他们泄气的——地面的信号源并没有任何问题。

那么,这种微波信号的源头到底来自哪里呢?他们百思不得其解。最终解开这个谜团的,是美国新泽西州普林斯顿的物理学家们。当时,普林斯顿专家组正试图证明一种在当时看起来非常不可思议的观点,那就是:宇宙是在数十亿甚至上百亿年前的一次能量大爆发中诞生的。所谓大爆发,就是指宇宙里所有的物质和能量都是在一瞬间诞生的。

带头研究这一课题的罗伯特·迪克凭直觉认为:至今仍然能探测到当时爆发产生的一部分能量,而这些能量的表现形式就是太空中微弱的微波噪声。就在这个时候,迪克接到了彭齐亚斯和威尔逊打来的电话……

宇宙在“大爆炸”中诞生这一理论立刻得到了有力的证实。

后来,经过一系列的研究,科学家们陆续得出结论,即:在大爆炸之后,宇宙就不断地膨胀,那次爆炸的光的波长也就被拉得越来越长,于是就从可见光变成了红外线,然后再转变成微弱的微波,充满天空。威尔逊他们用天线探测到的奇怪信号,其实就是那次大爆炸所留下的,后来它就被命名为“宇宙微波背景辐射”。

威尔逊和彭齐亚斯的发现使人类对宇宙的认识发生了翻天覆地的改变,这个发现也让他们获得了当年的诺贝尔物理学奖。