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第三章 膨胀的宇宙(4 / 9)

他们在探测器上发现鸟粪并检查其他可能故障,但很快就排除这些可能性。他们知道,当探测器倾斜地指向天空时,从大气层里来噪声应该比原先垂直指向时更强,因为光线在沿着靠近地平线方向比在头顶方向要穿过更厚大气。然而,不管探测器朝什方向,这额外噪声都是,所以它必须是从大气层以外来,并且在白天、夜晚、整年,也就是甚至地球绕着自己轴自转或绕太阳公转时也是。这表明,这辐射必须来自太阳系以外,甚至星系之外,否则当地球运动使探测器指向不同方向时,噪声必须变化。

事实上,们知道这辐射必须穿过们可观察到宇宙大部分,并且由于它在不同方向都样,至少在大尺度下,这宇宙也必须是各向同性。现在们知道,不管们朝什方向看,这噪声变化总是非常小。这样,彭齐亚斯和威尔逊无意中非常精确地证实弗利德曼个假设。然而,由于宇宙并非在每个方向上,而是在大尺度平均上相同,所以微波也不可能在每个方向上完全相同。在不同方向之间必须有些小变化。1992年宇宙背景探险者,或称为COBE,首次把它们检测到,其幅度大约为10万分之1。尽管这些变化很小,正如们将在第八章解释,但它们非常重要。

大约同时,在附近普林斯顿两位美国物理学家,罗伯特·狄克和詹姆士·皮帕尔斯也对微波感兴趣。他们正在研究乔治·伽莫夫(曾为亚历山大·弗利德曼学生)个见解:早期宇宙必须是非常密集、白热。狄克和皮帕尔斯认为,们仍然能看到早期宇宙白热,这是因为光是从它非常远部分来,刚好现在才到达们这儿。然而,宇宙膨胀使得这光被如此厉害地红移,以至于现在只能作为微波辐射被们所看到。正当狄克和皮帕尔斯准备寻找这辐射时,彭齐亚斯和威尔逊听到他们所进行工作,并意识到,自己已经找到它。为此,彭齐亚斯和威尔逊被授予1978年诺贝尔奖(狄克和皮帕尔斯看来有点难过,更别提伽莫夫!)

现在初看起来,关于宇宙在任何方向看起来都所有证据似乎暗示,们在宇宙位置有点特殊。特别是,如果们看到所有其他星系都远离们而去,那似乎们必须在宇宙中心。然而,还存在另外解释:从任何其他星系上看宇宙,在任何方向上也都样。们知道,这正是弗利德曼第二个假设。们没有任何科学证据去相信或反驳这个假设。们之所以相信它只是基于谦虚:因为如果宇宙只是在们这儿看起来各向同性,而在宇宙其他地方并非如此,则是非常奇异!在弗利德曼模型中,所有星系都直接相互离开。这种情形很像个画上好多斑点气球被逐渐吹胀。当气球膨胀时,任何两个斑点之间距离加大,但是没有个斑点可认为是膨胀中心。并且斑点相离得越远,则它们互相离开得越快。类似地,在弗利德曼模型中,任何两个星系互相离开速度和它们之间距离成正比。所以它预言,星系红移应与离开距离成正比,这正是哈勃所发现。尽管他模型成功以

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