宇宙大爆炸的发现过程居然能让我笑出鹅叫

2019年10月8日，瑞典皇家科学院发布了2019年诺贝尔物理学奖的名单。获奖者中有一位世界学家，名叫詹姆斯 皮布尔斯。

詹姆斯 皮布尔斯 | Wikipedia/Juan Diego Sole

在他的获奖理由中，有这么一段话：“他从上世纪60时代中期起发展起来的理论结构，成为了咱们其时了解世界的根底。” 这句话说的，是他于1964年与自己教师合写的一篇论文。在这篇论文中，他们预言了世界微波布景的存在。巧的是，没过多久，世界微波布景辐射真的被勘探到了，然后成了支撑世界大爆破理论的最强有力的依据。

提到这儿，你或许现已一头雾水了。世界大爆破是什么东西？世界微波布景又是什么东西？别急，且听我从源头渐渐道来。

愚人节的谐音梗

关于世界大爆破，咱们得从一个俄裔美国人说起。他的姓名是乔治·伽莫夫。

乔治·伽莫夫 | wikipedia

伽莫夫出生在俄国，30岁的时分移民美国，成了华盛顿大学的教授。在那里，他决议开端世界学的研讨。

也正是在那段时期，伽莫夫遇到了两个十分有天分的学生，分别是拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼。

拉尔夫·阿尔菲（左）和罗伯特·赫尔曼（右） | arvix.org

在1948年4月1日，也便是愚人节的那天，《物理谈论》杂志刊发了一篇伽莫夫团队写的论文。这是一篇很有愚人节特征的论文。在作者列表中，伽莫夫强行增加了一个对这篇论文没有任何奉献的人，那便是1967年诺贝尔物理学奖得主汉斯·贝特。伽莫夫之所以要增加贝特，并不是因为他名望大。而是因为阿尔菲、贝特、伽莫夫，合起来刚好能凑成αβγ。

伽莫夫也向赫尔曼提出了一个主张，让他起一个笔名，叫德尔塔。这样，这篇论文的作者就能凑成αβγδ。成果这个提议，遭到了赫尔曼的勃然回绝。

假如我是赫尔曼，必定懊悔得肠子都青了。因为正是这篇宣布在愚人节、颇有搞笑颜色的αβγ论文，初次提出了大名鼎鼎的世界大爆破理论（严格地说，此理论应该称为“世界热大爆破”理论，因为它初次提出世界起源于一个极为火热的状况。但为了便利起见，咱们仍是称它为世界大爆破）。

世界大爆破，到底是个啥？

下面，我来给你科普一下世界大爆破理论。这个理论说的是，创生之初的世界，是一个体积极小、密度极大、温度极高的火球。因为温度太高，火球内的光子具有极高的能量，能够轻松击碎原子核。所以那时的世界，是一片极点混沌的存在。不过跟着时刻的推移，这个火球会不断地向外胀大，然后让它的密度不断减小，温度也不断下降。通过130多亿年的悠悠岁月，这个大火球就胀大成了咱们今日看到的世界。

世界大爆破概念图 | 东方ic

提出世界大爆破理论今后，伽莫夫又独自写了一篇关于世界大爆破理论的论文，被《天然》杂志承受宣布。但没过多久，阿尔菲和赫尔曼就发现这篇文章出了错，俩人随后也在《天然》杂志上宣布了一篇纠错论文。在这篇论文里，他们偷偷地夹藏了一点私货，挑错之余，顺带介绍了一下自己最新的研讨成果。

正是在这篇夹藏私货的挑错论文里，阿尔菲和赫尔曼初次预言了世界微波布景的存在。

世界大爆破的遗址

什么是世界微波布景呢？答案是，世界大爆破留下的遗址。你想啊，一个在130多亿年前爆破的火球，能有什么东西留得下来？仅有有或许的，便是这个火球宣布的光。

不过严格地说，这并不是世界创生那一刻宣布的光。创生之初的火球过于火热，原子核和电子处于游离状况，不断地和光子相撞。这意味着，光处于一种被软禁的状况，无法自在地传达。而在世界诞生38万年今后，这个火球的温度下降到3000K（开尔文），原子核与电子结合而构成原子，光子才得以自在穿行。

这些在世界诞生后38万年宣布的光，阅历了130多亿年的悠悠岁月，总算抵达地球。此外，这些光的波长，会被世界的胀大拉长，然后变成微波波段的光。这些在世界诞生后38万年宣布、现在已处于微波波段的光，便是所谓的世界微波布景。

依据阿尔菲和赫尔曼的预算，世界微波布景的温度应该是5K。不过，他们认为以人类其时的技能，底子勘探不到世界微波布景。咱们后边会看到，这是一个多么要命的过错。

阿尔菲和赫尔曼预言了世界微波布景今后，在学术界获得了什么样的反应呢？答案是，压根没人答理。在那个时代，学术界一向把世界学视为一种形而上学。形而上学的研讨，有谁会在乎呢？

伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼，就这样成了世界学的先烈。后来伽莫夫仍是留在学术圈，可是把首要精力放在写科普书上了。至于阿尔菲和赫尔曼，则先后抛弃了学术界的生计，转行去了工业界。

在阅历了1948年的高潮后，世界大爆破理论很快就陷入了沉寂。这一沉寂，便是15年。

一向过了15年，才呈现别的一群对世界大爆破感兴趣的人。这群人有一个首领，名叫罗伯特·迪克。

罗伯特·迪克 | wikipedia

寻觅世界微波布景辐射

迪克是普林斯顿大学地理系的教授。为了完结勘探世界微波布景的艰巨使命，他在校园招收了好几名研讨生，其间最有才调的，便是咱们在本文一最初就见到的詹姆斯 皮布尔斯。

总算轮到我进场了 | princeton.edu

1964年，迪克与皮布尔斯协作写了一篇论文。在这篇论文里，他们几乎是重复了阿尔菲和赫尔曼的研讨作业，再次预言世界微波布景的存在。差异仅仅是，迪克与皮布尔斯认为世界微波布景的温度应该是3K左右。或许是因为时代久远，他们底子没意识到阿尔菲和赫尔曼从前做过相同的研讨，还认为自己是原创。因而，这篇论文只字未提阿尔菲和赫尔曼的研讨。

“理论预言”了世界微波布景，这并不能让迪克满足。他决议申请经费，自己来寻觅圣杯般的世界微波布景。

1965年的一天，当迪克和他的团队成员一同吃午饭的时分，他接到了一通电话。这通电话，让迪克的愿望化为乌有。

打电话的是两个贝尔实验室的工程师，分别叫阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊。

阿诺·彭齐亚斯（左）和罗伯特·威尔逊（右）| wikipeia/Kartik J/Victor R. Ruiz

一年从前，彭齐亚斯和威尔逊在贝尔实验室的支撑下，制作了一个大型的射电望远镜，期望测验远距离通讯技能。这台射电望远镜有一个巨大的喇叭口，里边装着能接纳无线电和微波信号的天线。此外，这个喇叭口的方向也能够恣意调整。

彭齐亚斯和威尔逊从建好望远镜的第一天起，就遇到了一个巨大的费事：喇叭口里的接纳天线总会不断宣布“烧开水”般的尖锐噪音。更奇怪的是，不论他们怎样调整天线的方向，这种噪声都不会消失。换句话说，这种噪音来自于世界中的各个方向，并且彻底不受昼夜和时节的影响。

彭齐亚斯和威尔逊的超大射电望远镜 | NASA

彭齐亚斯和威尔逊置疑望远镜自身出了问题。他们花了许多的时刻排除故障，最终总算找到了“症结”地点：有一对鸽子在喇叭口里筑了窝，并在天线上拉了许多鸽子屎。所以，他们就清理了这个鸽子窝，还把整个喇叭口都彻彻底底地清扫了一遍。

做完清洁作业今后，彭齐亚斯和威尔逊又打开了仪器。他们反常懊丧地发现，那个折腾了他们近一年的噪声，仍然存在。

当彭齐亚斯被这个奥秘噪音摧残得精疲力尽之际，他的一个在麻省理工学院作业的朋友，给他带来了福音。这个朋友给彭齐亚斯寄去了一篇论文，那正是迪克与皮布尔斯合写的预言世界微波布景辐射的论文。

看完论文之后，彭齐亚斯总算理解自己发现了什么。那摧残他整整一年的奥秘噪音并不是命运的咒骂，而是上天的眷顾。

登上神坛的大爆破理论

然后，他就和威尔逊一同，给迪克打了一通电话。他们告知迪克，自己现已发现了迪克想要寻觅的东西。放下电话今后，迪克无法地向还在吃午饭的团队成员提到：“各位，咱们现已被人抢先了。”

1965年的夏天，《天体物理学期刊》上宣布了两篇划时代的论文。在第一篇论文中，彭齐亚斯和威尔逊简短地报告了他们发现的无处不在的微波噪音。而在第二篇文章中，迪克等人把彭齐亚斯和威尔逊的发现，与大爆破理论的终极预言，也便是世界微波布景，联络在了一同。

世界微波布景的发现，让沉寂了整整15年的世界大爆破理论，在一夜之间登上了神坛。也正是因为这个史诗般的发现，世界学才登堂入室，成为了一门真实意义上的现代科学。

依据世界微波布景辐射的观测制作的图画 | NASA

但并不是所有人，都喜爱这两篇宣布在《天体物理学期刊》上的划时代的论文。有3个人，就对这两篇论文极为不满。他们是咱们的老熟人：伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼。

原因很简单。他们15年前的作业，现已被世人遗忘了。所以这两篇发现和解说世界微波布景的论文，对他们3个人只字不提。

阿尔菲从前向一个记者诉苦道：“我没有遭到损伤吗？他们考虑过我的感触吗？他们乃至没有邀请过我去看看那个该死的望远镜！”

因为发现了世界微波布景，彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年的诺贝尔物理学奖。至于对世界学奉献更大的那5个理论家，全都没能戴上诺奖的桂冠，直到本届诺贝尔物理学奖的揭晓。

10月8日，2019年诺贝尔物理学奖颁发了5人中最年青、也是仅有在世的皮布尔斯。因为诺奖历来不给死人，这回总算不再有任何争议了。

热大爆破世界之父，伽莫夫，没能得奖；最早预言世界微波布景的人，阿尔菲和赫尔曼，没能得奖；最早创造勘探世界微波布景仪器的人，迪克，没能得奖。

却是最年青的，皮布尔斯，得奖了。

这应该便是命吧？

关于世界学更具体的内容，能够重视作者本年10月行将出书的新书《世界奥德赛：穿越银河系》。

作者：王爽

修改：大琳砸

审阅：Steed

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多年今后，汪淼回想起自己被世界微波布景辐射吓哭的那个夜晚。

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