1700926567
1700926568
伽莫夫和阿尔弗花了3年时间来进行计算，对他们的假设进行打磨，他们更新了截面数据，完善了他们的估计。他们的一些最深入的交谈是在一家坐落在宾夕法尼亚大道上的名为“小维也纳”的小酒吧里进行的。在这里喝上一两瓶饮料有时真有助于他们对早期宇宙的理解。这是一段非同寻常的经历。他们将具体的物理应用到以前十分模糊的大爆炸理论上，试图用数学模型来刻画早期宇宙的条件和事件。他们估计了初始条件，并通过运用核物理定律来观察宇宙是如何随时间演化的，以及核合成的过程是如何取得进展的。
1700926569
1700926570
随着逐月过去，阿尔弗越来越确信他可以精确模拟大爆炸之后最初几分钟时氦的形成过程。当他发现他的计算与实际紧密一致时，他的信心得到了增强。阿尔弗估计，在大爆炸核合成阶段的末期，差不多每10个氢核可生成1个氦核，这与天文学家对当今宇宙的观测结果十分吻合。换句话说，大爆炸可以解释我们今天看到的氢氦比。阿尔弗没有认真尝试对其他元素建立模型，但即使是预言的氢和氦的形成与观察到的比例一致这一点本身就已是具有重大意义的成就了。毕竟，这两种元素占了宇宙中所有原子的99.99%。
1700926571
1700926572
几年前，天体物理学家已经能够说明氢变氦是恒星的能源，但是恒星核反应的速度太缓慢，使得恒星核合成过程只可解释已知的氦的一小部分。而阿尔弗通过假设存在大爆炸过程可以解释氦的丰度。这一结果是自哈勃观察和测量星系的红移以来大爆炸模型的第一次重大胜利。
1700926573
1700926574
为了宣布这一突破，伽莫夫和阿尔弗将他们的计算结果和结论写成一篇题为“化学元素的起源”的正式论文提交给《物理评论》杂志。文章定于1948年4月1日出版，也许正是这个日子促使伽莫夫做了一件他已经独自考虑了好几个月的事情——将汉斯·贝特的名字加入到作者名单里。伽莫夫和汉斯·贝特是亲密朋友，贝特以其在恒星核反应领域的工作而闻名，因此伽莫夫想在文章的作者中加入贝特的名字，尽管他并没在这个特殊的研究报告中做出什么贡献。伽莫夫添加这个名字的动机是，读者可以从文章的作者列表上得到一种视觉享受——阿尔弗、贝特和伽莫夫，各人姓氏的首字母按希腊字母排列恰好是aIpha（α），beta（β）和gamma（γ）。
1700926575
1700926576
毫不奇怪，阿尔弗对此不以为然。他担心，列入贝特会削弱国际科学界对他在这项研究中的贡献的认可。阿尔弗的名字已经被伽莫夫这位合作者遮盖得黯然失色，因为阿尔弗只是年轻的博士生而伽莫夫是著名的物理学家，再加上贝特这个更杰出的名字恐怕只会使事情变得于他更为不利。阿尔弗做的工作要比他在这篇作品中分享到的成果多得多，而现在事情看起来他能得到认可的部分还得打折扣。在伽莫夫和阿尔弗就署名权发生不愉快的整个过程中，贝特始终没有意识到阿尔弗的感觉，他也不知道这将是宇宙学历史上最重要的科学论文之一。他只是很高兴能成为伽莫夫的这个小玩笑的一部分。
1700926577
1700926578
直到论文送出发表，贝特的名字依然在列。伽莫夫试图通过安排一个小型庆祝活动庆祝他们的伟大成就来弥补他与他的这位学生之间的嫌隙。伽莫夫带了一瓶君度甜酒走进办公室，酒的标签已改为“YIem”——他为宇宙最初所充斥的原始粒子汤所取的名字。橙色的液体从酒瓶倾入两只酒杯，研究大爆炸的两人一释前嫌。
1700926579
1700926580
虽然伽莫夫现在可以放松一点，但阿尔弗仍有很多工作要做。这项研究是阿尔弗的博士论文项目，因此他必须独立地写出来，给出详细的解释来证明他确实值得这个博士学位。不幸的是，在他开始写作论文不久，他得了严重的流行性腮腺炎。忍受着疼痛和肿胀，阿尔弗只能在床上扶病完成他的论文，他将论文内容口述给他的妻子路易丝。这对夫妇是在乔治·华盛顿大学的夜校认识的，但路易丝学的是心理学而不是物理学，所以她对阿尔弗的研究根本不懂。然而她忠实准确地打出了构成论文核心的深奥的方程。
1700926581
1700926582
阿尔弗的工作还没有完成。接下来，他还得经受一次论文答辩——获得博士学位的最后一道关卡。他必须独自坐在答辩小组的专家们前面，并让他们信服，在大爆炸后的瞬间，氢和氦可能按正确的比例产生。他还想说，可以合理地认为，在这个阶段，其他原子也有机会被创造出来。从本质上讲，他捍卫的是他与伽莫夫合作的结果，但此时他必须完全依靠自己的智慧，无法向他的导师寻求建议。如果他成功了，那么他将被授予博士学位；如果他失败了，那么他这三年算是浪费了。他的论文答辩计划于1948年春季举行。
1700926583
1700926584
这种论文答辩通常是公开进行的，但它通常不像一场体育活动那样对公众那么有吸引力，所以观众往往是朋友、家属和一些对此特别感兴趣的学者。然而这一次，“一位27岁的新手取得了一项重大突破”的消息已经传遍了整个华盛顿，阿尔弗发现自己是要在300多人（包括记者）的听众面前进行答辩。他们聚精会神地听着一系列莫名其妙的问题和阿尔弗给出的更加神秘的回答。在答辩行将结束时，评审专家们充分相信阿尔弗应当被授予博士学位。
1700926585
1700926586
与此同时，记者们特别注意到阿尔弗的一个评论——氢和氦的原初核合成只发生在最初300秒时间内。于是这句话就成了未来几天美国报纸上的头条新闻。1948年4月14日，《华盛顿邮报》宣布，“世界始于最初5分钟”，两天后这家报纸又刊登了一幅漫画，如图78所示。《新闻周刊》则在4月26日发表了同一个故事，但将时间尺度拉长到其他种类原子的创生：“根据这一理论，所有元素都是在一个小时之内创生于一锅原始流体，然后组成我们今天所见的恒星、行星和生命的物质。”事实上，阿尔弗对重于氢和氦的元素谈得很少。
1700926587
1700926588
在接下来的几周，阿尔弗享有了很高的知名度。学术界显示出对他的工作的兴趣，好奇的公众给他发邮件，宗教原教旨主义者为他的灵魂祈祷。然而，聚光灯很快暗了下去，正如他所预料的，他消失在他的杰出的合作作者——伽莫夫和贝特——的阴影里。当物理学家们读了他们的文章后，认为伽莫夫和贝特对这一突破的贡献最大，阿尔弗的名字被忽视。阿尔弗在发展大爆炸模型过程中的至关重要的作用应得到恰当的认可这一点，因出于喜剧效果而添加的贝特的名字而被彻底掐灭了。
1700926589
1700926590
1700926591
1700926592
1700926593
图78 著名漫画家赫伯特·L.布洛克显示出对阿尔弗的研究感兴趣。这幅出现在1948年4月16日《华盛顿邮报》上的漫画显示了一颗原子弹在思考这个世界在创生最初5分钟的消息。炸弹似乎代表了这样一种恶作剧的想法，它可以在短短5分钟内摧毁这个世界。
1700926594
1700926595
神圣的创生曲线
1700926596
1700926597
α-β-γ的文章，随着变得众所周知，成为大爆炸宇宙观与永恒宇宙观之争历史上的一个里程碑。它表明，对假设性的大爆炸后的核过程进行实际计算，并以此来检验这一创生理论，是可能的。大爆炸的支持者们现在有了两项观测证据——宇宙膨胀和氢与氦的丰度，并表明它们与宇宙大爆炸模型完全一致。
1700926598
1700926599
大爆炸理论的批评者则试图通过破坏大爆炸核合成的成功的基础来进行反击。他们的第一个反应是诋毁伽莫夫和阿尔弗的计算结果与观测到的氦丰度之间的一致性。第二个，也是更实质性的批评，是针对伽莫夫和阿尔弗未能解释重于氢和氦的核的创生问题。
1700926600
1700926601
伽莫夫和阿尔弗在他们发表论文时，在很大程度上将这个问题放在了一边，打算以后来解决它。但事实上他们很快就意识到，他们的研究已经进入了一个死胡同：试图用大爆炸的热来合成比氦重的任何核似乎是不可能的。
1700926602
1700926603
他们最大的困难是所谓的5核子鸿沟。“核子”是对原子核中任何组成部分的总称，它包含质子和中子。因此：
1700926604
1700926605
常见的氢包含1个质子+0个中子=1个核子
1700926606
1700926607
同位素氘包含1个质子+1个中子=2个核子
1700926608
1700926609
同位素氚包含1个质子+2个中子=3个核子
1700926610
1700926611
常见的氦包含2个质子+2个中子=4个核子
1700926612
1700926613
因此下一个重核将包含5个核子，但这种核不存在，因为它本质上是不稳定的，这是复杂的核相互作用力的结果。然而，在不稳定的5核子核之外还有一系列稳定的核，如碳（通常有12个核子）、氧（通常有16个核子）和钾（39个核子）。
1700926614
1700926615
为了对为什么核子数决定着某个核的稳定性和存在性（以及其他核的不稳定性和不存在性）这一点有所认识，我们来考虑车辆的稳定性与它们有多少只轮子之间关系的情况。我们见过独轮车，也见过两轮的自行车、三轮车和四个轮子的汽车。但五个轮子的车辆实际上是不存在的，因为第五个轮子没什么用处，如果有的话，它只会不利于车辆的稳定性和性能。然而，再增加一个轮子则将提高平衡性并有利于均衡车辆的荷载，许多载重卡车确实有六个甚至更多的轮子。同样，但出于不同的原因，1核子、2核子、3核子、4核子和6核子的核都是稳定的，但5核子的核实际不存在。
1700926616