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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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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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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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那么,为什么这种辐射被称为“微波”?
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答案又一次与宇宙的膨胀有关。
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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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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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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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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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但这个理论意味着什么呢?是不是可以理解成我们的宇宙被创造于临界最后散射面?
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不是的。
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在上一章里你已看到,那个表面,作为在地球上的我们所见到的宇宙尽头,对于不在地球上的观察者来说没有什么特别意义:他们有他们自己的临界最后散射面。
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那么对于我们来说呢?
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如果宇宙并不是诞生在那里,它后面就一定还会有东西。
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那会是什么东西呢?我们知道吗?就是大爆炸吗?
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从某种意义上说,是的。
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大爆炸位于那个表面之后。
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但并不紧贴着临界最后散射面。
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它发生在三十八万年之前。
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比宇宙变得透明早三十八万年。
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临界最后散射面的另一边(或者之外,或者之前),后来变成我们可见宇宙的东西可被形容为一团由物质、光、能量与曲率混合在一起的汤,越来越致密,越来越热。很快你就会去那里旅行,亲眼看看。但现在,就让我们先相信你进入那道墙后面越远,到达我们宇宙的更早部分,所有一切会变得越极端化。走到太远之后,你的周围一切都已不符常理。就连时间与空间都过于纠缠,连爱因斯坦的方程式都已不再适用,无法描述那里所有的一切是什么以及是怎么发生的。
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在这种情形下,理论物理学家们就到了一个对于所有一切都无话可说的地方,这个时间点被认为是我们所认识的时间与空间的诞生点。根据我们将在本书中使用的定义,这个点在大爆炸之外。
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到达这个地点并找出大爆炸究竟是什么,是你在本书第五部分中的任务。
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