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為什麽宇宙總是在嗡嗡作響

2024-01-27科學

1964年,物理學家阿諾·阿蘭·彭齊斯和射電天文學家羅拔·伍德羅·韋遜註意到,在他們的射電望遠鏡觀測中,總是有一種異常的嗡嗡聲在背景中持續不斷地響著。

這種噪音就像收音機上的雜音一樣,似乎無論望遠鏡指向天空的哪個方向都存在。最初,他們認為這種聲音來自望遠鏡本身,城市幹擾,或者甚至可能是生活在望遠鏡天線內的鴿子。然而,在移除了鴿子並排除了所有其他可能的地面幹擾形式後,這種噪音依然存在。

事實上,其他天文學家也曾聽到過這種噪音,盡管他們把它視作無意義的幹擾。這種令人苦惱的噪音能夠被多個望遠鏡團隊在各個不同方向上聽到,是因為這種刺耳的噪音實際上是宇宙微波背景輻射(CMB) - 宇宙大爆炸所剩余的輻射,微弱但遍布整個已知的宇宙。彭齊斯和韋遜意識到了他們在看什麽,並且這是大爆炸理論的證據,因此贏得了諾貝爾物理學獎。

射電望遠鏡並不是你獲取這種宇宙微波背景輻射的唯一方法。如果你已經足夠老,曾觀看模擬電視,或者使用模擬收音機,那麽你很可能已經聽到或看到了宇宙大爆炸的遺跡。在舊電視機上,當你調到通道之間時(這是過去的另一個可怕的現象),你會在螢幕上看到一片「雪」的圖案。這些靜態的一部份來自於宇宙微波背景輻射,盡管大部份來自其他形式的幹擾,而且(如從名稱中可以猜到的)宇宙微波背景輻射主要集中在微波波長。

現代的數碼電視和收音機不會捕捉和顯示宇宙微波背景輻射,因此年輕人將不會體驗到在尋找電視節目時,在通道之間調到一半,觀看宇宙誕生時留下的輻射的簡單快樂。

比如說,宇宙大爆炸就好比是一場巨大的煙火秀,而宇宙微波背景輻射就像是煙火燃盡後飄散在空中的煙塵,雖然微弱但遍布整片天空。希望透過這些生動的例子,你能更好地理解這一極其復雜的科學概念。