那麼有這兩點。一個是有了一個廣義相對論;一個是有觀測事實。這個觀測事實呢,就證明了我們的宇宙在不斷地膨脹。這兩件事情加在一起,當時就有幾位物理學家首先提出了大爆炸的思想,那麼主要的一位叫做伽莫夫。伽莫夫就想到,如果按照廣義相對論的理論再加上一些原子的反應過程,就有可能推算出我們宇宙的演化歷史。伽莫夫有個學生叫阿爾文,他把這個稿子投到當時著名的一個刊物叫《物理學評論》,一位編輯也是他的朋友叫做貝瑟。伽莫夫就建議把他的名字也加上,所以這篇文章最後就按照希臘文的三個字母αβγ,就變成叫做αβγ理論。
中間有其他的一些人又做了很多的修正和補充,就使得這個理論慢慢就越來越完善。那麼這個大爆炸理論提出來以後,它最核心的一點他就指出來,如果他這個理論要是成立的話,我們這個宇宙一邊膨脹,一邊降低溫度。那麼降到現在,宇宙最邊沿的就是四週的溫度,應該降到多少度呢?應該降到五度左右,大家注意,這個五度是指的絕對溫標。我們説絕對溫標是這樣,如果它要是五度的話,相當於攝氏溫度負二百多度,攝氏溫度的負273度才是絕對溫標的0度,這個溫度是非常非常低。但是他預言了這件事情,非常的湊巧,他預言了以後呢!就等待著看看有沒有觀測的結果,天文學家也做了很多努力去觀測。但是一想這個溫度這麼低,你們可以想一想,這樣低的一個溫度去觀測,那實在是太困難了,也就是説,零下負二百多度去觀測,那太困難了,天上星星的溫度都比這高得多。
但就在這時,有兩位工程師是貝爾實驗室的兩位工程師,一位叫彭齊亞斯,一位叫威爾遜。他們兩個人在做什麼實驗呢?就在做通信實驗,用他背後這個天線在做通信實驗。他們為了使他這個通信實驗的靈敏度提高,他們就把這個天線做得非常的精緻,也就是説噪音非常低,那麼他這個天線如果在傳輸的時候,它的溫度大約也就是三百度,如果説不做傳輸工作,它本身就是它本身固有的噪音應該非常非常低。他們認為幾乎就應該到了絕對溫度的0度,也就是説要到了負273度,他們認為最多有0.5度,這個天線的本底噪音就這麼低。那麼它這樣低,他們要實驗,那麼這個天線對到任何一個地方。你們可以想一想,都有溫度。只有對在什麼地方,對到宇宙,對到天空,如果對到天空裏邊,不對著太陽,也不對著其他的星球,那個地方的溫度應該是什麼呢?應該是0度,而且應該是絕對0度,一點溫度都沒有。但是對著宇宙以後呢!非常出乎他們的意料,總是有那麼一點溫度干擾他們這個儀器,也就是説,儀器裏邊總接收到那麼一點溫度。
這時候他們就通知了在普林斯頓當時正在從事理論研究的一些天文學家,這些天文學家知道以後欣喜若狂,説你們這個東西太重要了,就是伽莫夫預言的大爆炸的這個溫度。是不是呢?這就是後來在他們的啟發下做的測量,那麼測量的結果的的確確存在著,我們管它叫做微波背景輻射,這就是全宇宙中的微波背景輻射。
那麼這個輻射是什麼特徵呢?這個輻射很有意思,如果我們把這個輻射仔細分析一下,看上去好像有點不均勻。這個顏色就代表一個溫度,好像北邊稍微溫度高一點,南邊溫度稍微低一點。其實不然,這一點點差別,並不是宇宙背景輻射的差別,而是由於我們地球的運動,使得溫度有一點點改變。如果你把這一點點溫度修正了以後,你就會發現這個宇宙四週來的輻射是完全均勻的,這是第一點。
第二點更重要的,這個輻射是一個黑體輻射。我們看一下什麼叫黑體輻射,就説這個輻射的譜形是由於有溫度來造成的。我們説這種輻射有各種可能性,你比如説X射線輻射,那就不是黑體輻射,可能某一個儀器發射的。如果説你烤這個煤火爐,在煤火爐旁邊烤,這個就是典型的熱輻射。它出來的譜就是典型的黑體譜。而這個譜大家看一下,上邊的每一個每一個點就是具體的觀測值。那橫坐標,就是它的波長,縱坐標就是它的強度。這個譜是一個黑體譜,換句話説,我們這個宇宙的四週,的的確確是一個完全均勻的,一個黑體的輻射的一個剩餘譜。這個理論和大爆炸的理論非常吻合,因為大爆炸認為我們的宇宙不斷膨脹,一邊膨脹溫度就一邊降低,降到現在大約是5度左右,因此它測出來是2。7度或者大約説是3度,正好和這個理論非常吻合。然後那些天文學家就鼓勵他們趕緊發表你們的文章。這兩個人就在《天體物理學》雜誌上投了一篇稿子,題目就叫做《對天線的一次的溫度的過熱的測量》。就説我測量來測量去,天線有一點過熱。就這麼一篇文章,不足千字的文章,就決定了我們宇宙的確是從大爆炸來的,所以很快這兩個人就獲得了諾貝爾物理學獎,這個理論也就被大家承認了。
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