首页 -> 2006年第22期

寻访宇宙“婴儿时期”

作者：袁　玥

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　　 凭借在宇宙微波背景辐射研究领域取得的杰出成果，美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特获得了2006年度的诺贝尔物理学奖。
　　 瑞典皇家科学院常任秘书贡诺·厄奎斯特说：“今年的诺贝尔物理学奖将我们带回了宇宙形成的婴儿时代。”约翰·马瑟和乔治·斯穆特借助美国1989年发射的科勃卫星做出的发现，为有关宇宙起源的大爆炸理论提供了支持，有助于研究早期宇宙，帮助人们更多地了解恒星和星系的起源。
　　 目前学界普遍接受的宇宙起源理论认为，约137亿年前，发生了一次大爆炸，大爆炸之后的宇宙温度高得惊人，那时的宇宙可以比作一个炙热的发出辐射的物体。如果宇宙真的起源于100多亿年前一种高度浓缩、高温的状态，宇宙中应该残留一种微弱的辐射，两位物理学家找到了这种辐射，也将大爆炸从一种单纯的理论变成了一个宇宙起源模型。
　　 大爆炸之后大约30万年，宇宙温度降到足够低，电子和光子等可以结合而形成原子等物质。宇宙也由此走出晦暗的迷雾状态而变得透明，使光可以穿透。宇宙微波背景辐射正是在此期间产生。这种微波背景辐射被认为是大爆炸的“余烬”，现在仍均匀地分布于整个宇宙空间。随后宇宙不断扩张，宇宙背景辐射的温度也逐渐降低，预计目前相当于绝对温度2.7度(零下270.46摄氏度)的黑体发出的微波辐射。马瑟对COBE卫星测量的结果进行分析计算后发现，宇宙微波背景辐射与绝对温度2.7度黑体辐射非常吻合。斯穆特证明微波背景辐射在天空中穿越时在不同方向上温度有着极其微小的差异，也就是说存在所谓的各向异性，反映出最初的星云后来有着或大或小的密集程度，更加密集的星云具有引力，吸引周围的气体，形成星系，密集程度低的就比较空旷。他们的研究不仅能说明星系的起源，还能证明宇宙早期发生过暴胀，即突然、剧烈的扩张。
　　 这些发现对大爆炸理论具有至关重要的意义。
　　 “能力出众的人通常脾气都不小，但约翰是个例外，”曾经在COBE项目中担任副首席科学家的华裔科学家郑世康这样评价今年60岁的马瑟，“他很绅士，待人处事既温文有礼，又态度坚定，既融通又公正。和他共事这么多年来，我从没见他发过一次脾气。”
　　 今年61岁的斯穆特从小就对科幻小说非常着迷。他告诉媒体：“诺贝尔领奖典礼将在12月10日举行，可我本来准备那时候给学生进行期末考试的，现在只好调整一下了。得奖给我带来的好处，我想大概就是学生们以后会对我更加上心一些。”
　　
　　（方齐然摘自《南方周末》）