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1963年，荷兰裔美籍天文学家马尔滕·施密特对赖尔的3C射电源表中的第273号射电源（通常称为3C 273）进行研究。当时大部分射电源已被认为是遥远的星系，但是3C 273的射电信号是如此强烈，以至于该天体被认为是我们银河系内的一种新型的奇特近距恒星。不仅如此，3C 273还可以被光学望远镜看到，其像是一个点光源而不是模糊一片，这增强了人们认为它是一颗恒星而非星系的观点。施密特试图着手测量3C 273发射的光的波长，以便确定其物质组成。但从一开始就令他困惑的是，测得的波长似乎与任何已知原子所发光的波长均不相关。
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突然，他意识到是什么导致了他的困惑。他正检测的波长与氢相关，只是它们的红移大到从未有过的程度。这让人感到惊讶不已，因为3C 273被认为是一颗近域恒星，而近域恒星的退行速度通常小于50千米/秒，远远低于施密特观察到的红移所给出的速度。事实上，所测红移意味着3C 273以48000千米/秒——大约16%的光速——后退。根据哈勃定律，这意味着3C 273是有史以来发现的最遥远的天体，距离银河系超过10亿光年。3C 273不是一颗合理亮度的近域恒星，而是一个极其明亮的遥远星系，其亮度比迄今已知最亮的星系还要亮上几百倍。然而，其亮度主要是无线电波而不是可见光。
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3C 273被称为准恒星射电源天体（或类星体），因为它是一个距离极其遥远的射电星系，而其亮度则让它看起来像一颗近域恒星。不久之后，又有一些射电源被确定为分外夺目的和遥远的类星体星系。毫不奇怪，伽莫夫为庆祝类星体的发现又创作了一首打油诗，这次强调的是天文学家不知道这些遥远的类星体星系的能源是什么：
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一闪一闪，准恒星，
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远道而来的最大难题。
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它与其他恒星是如此不同，
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其亮度超过十亿个太阳。
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一闪一闪，准恒星，
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我想知道你是什么！
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类星体的另一个神秘性质——一个与大爆炸与稳恒态争论高度相关的性质——是它们的分布。每一个类星体似乎位于宇宙的极深处。大爆炸理论的支持者对这一点意味着什么毫无疑问。他们认为，如果类星体只能在遥远的距离外被感知到，那是因为它们的光要经过数十亿年的时间才能到达我们这里，所以我们看到的是它们几十亿年以前的样子——这意味着类星体仅存在于宇宙的早期阶段。也许早期宇宙的更热、更致密的条件有利于创生极为耀目的类星体。根据大爆炸模型，很可能早期宇宙中在我们附近就曾出现过类星体，但随着时间流逝，它们演化成了普通星系，这就是为什么我们今天看不到任何近域类星体的原因。
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然而，类星体的分布对于霍伊尔、戈尔德和邦迪就很成问题，因为稳恒态模型声称，宇宙在任何时候和任何地方都是相同的。如果在过去、在远处存在类星体，那么它们也应该存在在现今和这里，但事实似乎并非如此。稳恒态理论家们试图通过表明类星体是罕见天体，我们在附近没找到它们只不过是我们运气不好的缘故来挽回面子。此外，还没有人可以解释类星体的本质或它们背后的非凡的动力源，所以霍伊尔、戈尔德和邦迪认为，他们的稳恒态模型不可能被这种知之甚少的现象所推翻。
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这些借口很勉强。稳恒态模型开始失势，越来越多的宇宙学家倾向于归属大爆炸阵营。倒戈者之一丹尼斯·席艾玛称对类星体的观测是“迄今获得的击败稳恒态宇宙模型的最决定性的证据”。他的立场的转变似乎经历了一个痛苦的过程：“对我来说，丢弃稳恒态理论有着很沉痛的原因。稳恒态理论具有力道和美感，而出于一些无法解释的原因，宇宙的建筑师似乎忽略了这些特质。其实宇宙是一项拙劣的工作，但我想我们必须做到最好。”
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射电天文学为观察宇宙开辟了新的窗口，探索的是全新的对象。它为大爆炸与稳恒态模型之间的争论提供了关键证据。遗憾的是，射电天文学之父卡尔·央斯基在生前几乎没有因无意中发明了射电望远镜和对天空做出的第一次射电观测而得到应有的评价。1950年，他在刚到44岁的盛年去世。而正是在他去世后的这10年里，射电天文学确立了作为天文学中一个真正重要分支的地位。
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然而，卡尔·央斯基最终得到了永恒的纪念。1973年，国际天文学联合会通过用他的名字来命名射电流量的单位认可了他的贡献。这个单位——央斯基——被射电天文学家用来表示任何射电源的强度。一个强的类星体可能测得的强度达100央斯基，而一个弱的射电源测得的强度可能只有几毫央斯基。
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资助央斯基开展射电天文学方面工作的贝尔实验室，通过设立射电天文学研究项目来向他表示敬意。特别是，贝尔实验室为射电天文学历史上最有名的两个人——一位直率的、雄心勃勃的犹太难民和一位来自得克萨斯州油田的安静的、勤奋好学的科学家——提供了一个家园。他们将共同做出一项发现，这项发现将彻底动摇现有的宇宙学观念。
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彭齐亚斯和威尔逊的发现
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阿诺·彭齐亚斯于1933年4月26日出生在慕尼黑的一个犹太家庭。这一天也正巧是盖世太保成立的日子。他第一次遭遇到反犹主义是在他4岁时。当时他正与他母亲一道坐电车：
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当你是受宠的长子时，你会有一种成天显摆的感觉。但当那天我向其他人表明我是犹太人时，电车上的气氛立马紧张起来，我母亲不得不带我们下车等下一趟。从这件事情上我意识到我不应该在公共场合谈论自己是犹太人。如果你这么做，你就会让你的家人处于危险之中。这对我是一个很大的震动。
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虽然他出生于德国，但彭齐亚斯的父亲是一名波兰公民，这使得他们家还要承受特殊的压力。德国当局曾威胁要逮捕拒绝离开该国的波兰人，但波兰政府已于1938年11月1日取消了犹太人的护照，所以彭齐亚斯一家人无法跨越边界。仿佛他们已经无从逃脱纳粹的迫害。不过，美国人在国内发起了一项运动：鼓励人们将这些德国犹太人认作亲戚。这个纯粹的人道主义策略可以使那些犹太家庭获得许可离开德国。仅过了一个多月，彭齐亚斯一家被告知，有一位美国人愿意资助他们办理出境签证。1939年春天，他们逃到英国，并在那里登上了开往纽约的轮船，从此开始了在布朗克斯的新生活。
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彭齐亚斯的父亲以前在慕尼黑做皮革生意，但现在他只好找了一份在一个公寓做门卫的工作，工作事项包括给大楼的供暖炉上煤和清除炉渣。彭齐亚斯看到父亲是怎样为一家人的生活而挣扎的，同时他也注意到，“那些上大学的人似乎穿得更体面，通常不用为一日三餐发愁”。正是渴望这种舒适和安全感，他变得非常努力，学业成绩表现出色，继而赢得了上大学的机会。
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彭齐亚斯对物理学情有独钟，但他担心当物理学家可能无法谋生，于是就去问他父亲他该选择什么专业为好。他说，“物理学家认为他们能做工程师能做的任何事情。如果他们真能做到这一点的话，他们至少可以像工程师那样挣钱糊口。那时，来读物理学的个个都是牛逼哄哄的。他们想法新奇，满脸阳光，但就是很难合群。大脑聪明的孩子似乎是出于审美的原因才来读物理学。”
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在免费的纽约城市大学获得第一个学位后，彭齐亚斯来到哥伦比亚大学物理系攻读射电天文学方向的博士学位。哥大物理系到1956年已经荣获了3项诺贝尔奖。彭齐亚斯的导师查尔斯·汤斯，一位因其在微波激射器（微波波段的激光）领域的贡献而将成为哥伦比亚大学的第四位诺贝尔物理学奖的获得者。彭齐亚斯的论文项目需要建造一台超灵敏的无线电接收器，而其中的关键器件就是汤斯的微波激射器。
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虽然这台无线电接收器的性能表现出色，但它并没有让彭齐亚斯实现他的主要目标——检测到星系间的氢气云所发出的无线电波。彭齐亚斯称他最后的博士论文“很糟糕”，虽然称作“没有定论”也许更合适。无论哪种说法，总之在1961年他确实获得了博士学位，并离开哥伦比亚大学在贝尔实验室谋得了一个博士后的职位，这是当时世界上唯一的聘请有潜质的射电天文学家的工业实验室。
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在开展自己的纯理论研究的同时，彭齐亚斯也希望为实验室正在进行的商用研究项目提供帮助。例如，贝尔实验室设计了一款通讯卫星，这是第一颗有效的通信卫星。在它发射后，开发者便遇到了如何将天线指向卫星的问题。新来的男孩彭齐亚斯站在30位天线委员会的大佬们面前，向他们解释了如何采用已知的射电星系的位置来校准天线的方向，从而找到通讯卫星。这堪称纯基础研究与商用研究的完美结合。彭齐亚斯的这一解决办法，为贝尔实验室一贯坚持的让纯理论科学家与搞应用的科学家和工程师们一起工作将会取得意想不到的成果，提供了强有力的证明。
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两年来，彭齐亚斯是贝尔实验室的唯一的射电天文学家。但到了1963年，罗伯特·威尔逊加盟进来。这位年轻的德克萨斯州来的小子从小在他的父亲——当地油田的一名化学工程师——的熏陶下对科学有着强烈的兴趣。长大后他去了休斯敦的莱斯大学学习物理，1957年毕业后去了加州理工学院攻读博士学位。在那里威尔逊选修了霍伊尔开设的宇宙学研究生课程。1953年，与威利·福勒合作后，霍伊尔成为加州理工学院的常设访问学者。与彭齐亚斯一样，威尔逊的博士论文题目也是射电天文学领域，获得博士学位后也放弃了学术界奔向贝尔实验室。
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