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为什么宇宙总是在嗡嗡作响

2024-01-27科学

1964年,物理学家阿诺·阿兰·彭齐斯和射电天文学家罗伯特·伍德罗·威尔逊注意到,在他们的射电望远镜观测中,总是有一种异常的嗡嗡声在背景中持续不断地响着。

这种噪音就像收音机上的杂音一样,似乎无论望远镜指向天空的哪个方向都存在。最初,他们认为这种声音来自望远镜本身,城市干扰,或者甚至可能是生活在望远镜天线内的鸽子。然而,在移除了鸽子并排除了所有其他可能的地面干扰形式后,这种噪音依然存在。

事实上,其他天文学家也曾听到过这种噪音,尽管他们把它视作无意义的干扰。这种令人苦恼的噪音能够被多个望远镜团队在各个不同方向上听到,是因为这种刺耳的噪音实际上是宇宙微波背景辐射(CMB) - 宇宙大爆炸所剩余的辐射,微弱但遍布整个已知的宇宙。彭齐斯和威尔逊意识到了他们在看什么,并且这是大爆炸理论的证据,因此赢得了诺贝尔物理学奖。

射电望远镜并不是你获取这种宇宙微波背景辐射的唯一方法。如果你已经足够老,曾观看模拟电视,或者使用模拟收音机,那么你很可能已经听到或看到了宇宙大爆炸的遗迹。在旧电视机上,当你调到信道之间时(这是过去的另一个可怕的现象),你会在屏幕上看到一片「雪」的图案。这些静态的一部分来自于宇宙微波背景辐射,尽管大部分来自其他形式的干扰,而且(如从名称中可以猜到的)宇宙微波背景辐射主要集中在微波波长。

现代的数字电视和收音机不会捕捉和显示宇宙微波背景辐射,因此年轻人将不会体验到在寻找电视节目时,在信道之间调到一半,观看宇宙诞生时留下的辐射的简单快乐。

比如说,宇宙大爆炸就好比是一场巨大的烟火秀,而宇宙微波背景辐射就像是烟火燃尽后飘散在空中的烟尘,虽然微弱但遍布整片天空。希望通过这些生动的例子,你能更好地理解这一极其复杂的科学概念。