科學(xué)隨手拍

科學(xué)家們認(rèn)為宇宙在大約180億年前還是一個(gè)小得不能再小的點(diǎn)，溫度和密度都高得不得了——這個(gè)點(diǎn)叫做“奇點(diǎn)”。然后在極短的時(shí)間內(nèi)，宇宙開(kāi)始了爆炸性膨脹，不到一秒的時(shí)間，宇宙就有1光年那么大了！再經(jīng)過(guò)不斷膨脹，就到了今天這種幾乎無(wú)邊無(wú)際的狀態(tài)。宇宙在膨脹的過(guò)程中，溫度也在急劇下降，里面的光子、電子、質(zhì)子、中子什么的小東西開(kāi)始活躍起來(lái)，互相結(jié)合、反應(yīng)、聚變。它們形成了組成物質(zhì)的原子核，還有氫、氦等氣體。這些新的物質(zhì)東一團(tuán)、西一塊聚在一起，好像在宇宙中找到了各自的地盤(pán)，形成一團(tuán)團(tuán)的氣態(tài)球，也就有了最初的超星系氣體云。然后又在里面分裂演化成星系團(tuán)，形成許許多多大小不一像太陽(yáng)那樣的恒星。恒星的內(nèi)部時(shí)刻都在進(jìn)行著激烈的核反應(yīng)，產(chǎn)生巨大的熱量，也產(chǎn)生了越來(lái)越多的新元素，宇宙就這樣漸漸熱鬧起來(lái)。

從一個(gè)看都看不到的點(diǎn)變成一個(gè)看不到盡頭的空間，是不是很神奇呢？也許你會(huì)說(shuō)，憑什么說(shuō)宇宙是這樣形成的??？畢竟宇宙在誕生的時(shí)候也沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)直播，誰(shuí)也沒(méi)看到嘛！其實(shí)科學(xué)家和警察一樣，都是講證據(jù)的，我的工作就為這個(gè)“大爆炸理論”找到了證據(jù)。

1965年，我和同事羅伯特·威爾遜在一個(gè)小鎮(zhèn)的山上建立了一個(gè)射電輻射器，我們打算做一個(gè)利用電波和衛(wèi)星通信的實(shí)驗(yàn)。我們架設(shè)了一個(gè)喇叭形狀的天線，把它對(duì)準(zhǔn)天空。在測(cè)試天線噪音的性能時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，在某個(gè)波段總有一個(gè)噪音存在，這個(gè)信號(hào)非常頑固，無(wú)論周末休假還是季節(jié)變換，全年無(wú)休，一直都在，就像長(zhǎng)在了天線上一樣。起初我們懷疑這個(gè)信號(hào)來(lái)源于天線系統(tǒng)本身，于是把天線仔細(xì)檢查了一番，甚至把天線上的鳥(niǎo)糞都清掃得干干凈凈，但是那個(gè)信號(hào)依然存在。我們無(wú)法解釋為什么多了那么一點(diǎn)莫名其妙的噪音，于是我們?cè)诳茖W(xué)雜志上發(fā)文公開(kāi)了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。果然有同行（hang）對(duì)我們的發(fā)現(xiàn)作出了回應(yīng)——普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家來(lái)電說(shuō)，他們?cè)谘芯坑钪娴奈⒉ū尘拜椛鋾r(shí)，也發(fā)現(xiàn)了同樣頑固的噪音。之后，我們和普林斯頓的同行進(jìn)行了親切的會(huì)晤，通過(guò)共同研究確定：那個(gè)信號(hào)來(lái)自宇宙輻射。大概在宇宙38萬(wàn)歲的時(shí)候，那些活躍在宇宙中的光子形成了今天可以觀測(cè)到的微波輻射。

宇宙微波背景輻射對(duì)近代天文學(xué)有非常重要的意義，我和威爾遜也因?yàn)檫@個(gè)發(fā)現(xiàn)而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。那么被我們發(fā)現(xiàn)的那個(gè)幽靈般的信號(hào)，對(duì)于人類(lèi)究竟有什么意義呢？它和宇宙大爆炸又有什么關(guān)系呢？

如果大爆炸的理論是真實(shí)的，那么根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)，宇宙膨脹總會(huì)留下點(diǎn)什么痕跡吧？曾經(jīng)有科學(xué)家預(yù)言，宇宙中一定存在一些微波輻射，而我們真的發(fā)現(xiàn)了！那就是很多很多年前宇宙留下的痕跡，也是大爆炸的證據(jù)。之后，分別在1989年和2003年，美國(guó)宇航局發(fā)射了宇宙背景探測(cè)衛(wèi)星，測(cè)量結(jié)果也說(shuō)明了微波背景輻射的存在，還獲得了一些精確的宇宙參數(shù)。探測(cè)器甚至繪制出了宇宙微波背景的圖，這張圖看起來(lái)雖然一點(diǎn)都不美觀，還沒(méi)有你的涂鴉漂亮，但它可是花了9年時(shí)間才繪制而成的。

現(xiàn)在讓我們暢想一下未來(lái)，宇宙未來(lái)會(huì)變成什么樣呢？在科學(xué)家的眼中，宇宙的未來(lái)并不美好。他們?yōu)橛钪婷枥L了兩種圖景：一是宇宙像一個(gè)不斷被充氣的氣球那樣會(huì)膨脹啊膨脹，但是總不能一直膨脹個(gè)沒(méi)完吧？當(dāng)宇宙膨脹到最大體積后，開(kāi)始坍縮，就像氣球漏氣一樣，越縮越小，溫度和密度再次升高，最終回到大爆炸開(kāi)始時(shí)的樣子。第二種情況呢，就是宇宙膨脹的速度會(huì)越來(lái)越慢，但是永遠(yuǎn)不會(huì)停止，只是宇宙中恒星的能量會(huì)慢慢耗盡，直至變成黑洞，宇宙的溫度也會(huì)下降到絕對(duì)零度。就好似在黑夜中，燈泡的電能被耗盡，最后一絲溫暖的光線消逝在冰冷可怕的黑暗中……

這兩種結(jié)果真是沒(méi)有最糟，只有更糟。當(dāng)然了，你們也不用替宇宙擔(dān)心，那些結(jié)果只是我們猜測(cè)的，宇宙中還有很多我們不知道的東西呢！就算科學(xué)家們猜對(duì)了，那也不知道是幾億年后才會(huì)發(fā)生的事情。如果你們對(duì)宇宙感興趣，咱們還是先好好學(xué)習(xí)吧，關(guān)于研究宇宙這事兒，我就把接力棒交給你們了！