打字猴:1.70090898e+09
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1700908981 你刚经历了一个物理学家梦寐以求的经历:从纯粹的逻辑出发,利用爱因斯坦的方程式和你离开沙滩后所见到的宇宙,你得出一个推论:一道光无法透过的墙应该存在于我们的过去,而且能够被看见……而且这道墙的确存在。我们已经通过实验探测到它,你会看到,甚至它已被标记出来。
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1700908983 我理解,读到这里,你并没有觉得自己革命了我们关于宇宙的看法,那是因为你在推理出这道墙之前已经见过它了。你没有为试图证实它的存在而花费二十年工夫,早在任何人见到它之前。对于那些搜寻它的人们来说,这道墙被证实存在让他们欣喜若狂。
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1700908985 如何被证实的呢?
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1700908987 好了,你又开始踱步思索,你意识到一个问题:那道你在当今我们可见宇宙边缘所见到的墙与你刚才想象出来的墙有些不匹配,是不是?那道真实的墙,我们的望远镜所探测到的那道墙,很冷,但它应该是很热的。
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1700908989 多热?
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1700908991 有人的确利用爱因斯坦的方程式计算过它应有的温度。他们的结论是一个比较大的数字:大约3000°C。他们发现,整个宇宙,在我们的宇宙变得透明时,应该有那么热。
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1700908993 你在天空中看到的那道墙却没那么热。
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1700908995 那是个问题。
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1700908997 你有没有忘了什么?
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1700908999 你是不是想过,你推断出存在着一个很热的过去,是因为有着时空的膨胀,宇宙中可见的部分随着时间长大,如同你的朋友们在天空里证实的一样?那种膨胀会不会对温度产生影响?
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1700909001 是的,不仅仅是会,而是必定。这改变了一切。
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1700909003 去用一下你厨房里的烤炉。将它加热,里面的空气变热了。将火炉关掉,想象这只烤炉突然膨胀,变成一整幢房子那么大。它内部的温度与它在微小体积时相比会大大降低。
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1700909005 美国科学家乔治·伽莫夫(GeorgeGamow)、拉尔夫·阿尔弗(RalphAlpher)与罗伯特·赫尔曼(RobertHerman)在一九四八年就通过计算得出结论,由于宇宙的膨胀,刚才提到的3000°C高温只有很小一部分遗留下来,从你那道墙上发出,充斥于我们整个可见宇宙。他们所预期的温度是多少?大概在-260°C到-270°C之间,比绝对零度高3°C到13°C。
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1700909007 一九六五年,在伽莫夫与他的同事们作出猜想的十七年后,两位美国物理学家亚诺·彭齐亚斯(ArnoPenzias)和罗伯特·威尔森(RobertWilson)在美国贝尔实验室做着一个特别的工作。他们需要设立一个天线来接收气球卫星的无线电回声信号。这是份简单的好工作,可是他们却碰到了一个相当奇怪的障碍,他们在自己的信号里一直听到有种讨厌的噪声。为了消除这一干扰,对得起自己的工资,他们想出各种聪明的办法检查,寻找各种可能的工程错误,但情况毫无改善。不管他们采用什么手段,噪声依然还在,一点都没有改善。最后实在找不到原因,他们只能怀疑是不是鸽子或其他什么高飞的鸟类干扰了自己最灵敏的天线。虽然两人都有很高的学术成就,但每天却都将自己最多的时间花费在清洁仪器和咒骂那些会飞的动物上。可是噪音毫无改善的迹象,他们最后打电话给自己的理论物理学家朋友们求助。很快,他们便意识到自己就算尝试一辈子都无法去除这个噪音。他们所听到的噪声不是那些飞鸟的礼物,它甚至都不是来自地球的“噪声”。它是一种信号。一种温度的信号,对应于-270.42°C的温度。并且它们来自太空,来自所有地方。
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1700909009 伽莫夫、阿尔弗与赫尔曼预言过它们的存在,这是爱因斯坦方程式带来的推论。它是我们宇宙最后不透光时刻的温度残留,一百三十八亿年前冻结的留影,那时候我们比现在小许多的宇宙所含的质量与能量如此致密,以至于光线都无法通过。
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1700909011 彭齐亚斯和威尔森用实验证实了那个在当时一些科学家看来如此怪诞不经的理论的预言,要知道大爆炸理论名字本身就是当时最著名的教授之一,英国剑桥大学的弗雷德·霍伊尔(FredHoyle)为了嘲笑它而取的。
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1700909013 彭齐亚斯和威尔森在一九七八年获得了诺贝尔物理学奖。他们发现了位于可见宇宙尽头的临界最后散射面所残余的热量。这种辐射,热大爆炸理论的铁证之一,被称为宇宙微波背景辐射。
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1700909015 彭齐亚斯和威尔森证实了大爆炸理论找对了方向。
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1700909019 那么,为什么这种辐射被称为“微波”?
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1700909021 答案又一次与宇宙的膨胀有关。
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1700909023 当宇宙变得透明时,也就是最后散射时所透出的光实际上是可见的,而且含有各种颜色、能量与频率,但现在它们已经无法被我们的眼睛所见——它们被散射掉了。
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1700909025 你还记得光波的颜色与能量取决于两峰之间的距离吗?经过时空长达一百三十八亿年的拉伸,这束光的颜色开始是靛色,然后变蓝、变绿、变黄、变橙、变红……接着就变得无法被我们的眼睛可见,变成红外线,后来是无线电波,最后是微波。
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1700909027 我们现在就在这个阶段。当光可见时,那里很热,现在可见光已经变成——经过一百三十八亿年的膨胀之后——-270.42°C的微波冷光。
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1700909029 随着这个证据被发现,大爆炸理论突然不再是一个笑话了。
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