浩瀚的宇宙無邊無際。古往今來,它的浩瀚無窮讓無數的學者為之苦苦探索,輾轉難眠。那麼,宇宙到底是怎麼誕生的呢?它的浩瀚無窮,到底來自於哪裏呢?
誰也沒想到,解開這個無窮大的謎團的關鍵,竟然是一部小小的電話。
電話機的工作原理很多人都知道,就是通過把聲波轉換成電子脈衝,再把電子脈衝轉換成聲波來實現兩地的通話。可是,這跟宇宙之謎有什麼關係呢?
這就要從1962年的事情說起了。
那一年,美國電話電報公司(也叫做“美國電信”)發射了第一顆通信衛星。雖然它是第一顆真正連接了全球通信網絡的通信衛星,但是卻存在一些小問題,比如這顆衛星傳輸的呼叫總是帶有一種“噝噝”的聲音。對於這個問題,相關的工程師是這樣解釋的:也許是衛星和地麵之間的聯係方式有問題。
要解決這一問題,提升和完善衛星和地麵之間的聯係方式就成為關鍵。跟電話機的工作原理相似,通信衛星就是通過把電子脈衝轉變成微波和無線電波這兩種光的形式來進行的。
為什麼通信衛星要選擇這兩種光的形式來實現通信呢?
這是因為光有很多種形式,我們最熟悉的一種,也就是可見光,它的最佳代表就是彩虹的七色光。關於它為什麼會有色彩的分別,科學家們已經得出權威的結論,那就是因光的波長的不同,色彩也就必然會有差異。在研究中,科學家們發現,在可見光裏,紫光的波長最短,紅光的波長最長。而波長比可見光長的光就是紅外線,比紅外線的波長還長的就是微波,無線電波就是波長最長的光。微波和無線電波都能夠穿越地球的大氣層,所以通信衛星要選擇這兩種光的形式來實現通信。
到了1964年,“美國電信”貝爾工作室的工程師們仍不能對這顆衛星發出噪聲的原因給出任何合理解釋,不得不邀請美國射電天文學權威羅伯特?威爾遜和阿諾·彭齊亞斯專門前去檢查這顆通信衛星。
威爾遜和彭齊亞斯首先把疑問對準了接受通信衛星信號的巨型天線。畢竟,如果天線出了問題,通信自然而然地也會出問題。他們首先測試了這部天線的性能。他們把天線指向了太空——而通信衛星信號根本不能到達那裏,於是,他們肯定天線接收不到任何信號。可通過儀器測試,令他們驚奇的是,天線竟然接收到了一種微弱的微波信號!
怎麼可能?他們想,因為這種結果就表示,空曠的太空中竟然有信號傳播!這在他們以往的知識範圍內是絕對無法解釋的!
這怎麼可能?!他們同時這麼想,並且認為這個信號是來自其他的地方。他們發現,天線裝置內部有一些鴿糞。
也許是它的原因。他們這樣想,因為鴿糞也是可能的微波源。
於是,他們爬到了天線的頂端,趕跑了在那裏築巢的鴿子,又把掉進天線裝置內部的鴿糞清除掉。可是,出乎他們意料的是,那種“噝噝”的噪聲仍然存在。
這無疑讓他們困惑不已,而更加讓他們覺得難以解釋的是,不論把天線指向天空中的什麼地方,那種微弱的微波信號仍然存在。也許是地麵的信號源出了問題?可是,在經過仔細檢查之後,結果也是讓他們泄氣的——地麵的信號源並沒有任何問題。
那麼,這種微波信號的源頭到底來自哪裏呢?他們百思不得其解。最終解開這個謎團的,是美國新澤西州普林斯頓的物理學家們。當時,普林斯頓專家組正試圖證明一種在當時看起來非常不可思議的觀點,那就是:宇宙是在數十億甚至上百億年前的一次能量大爆發中誕生的。所謂大爆發,就是指宇宙裏所有的物質和能量都是在一瞬間誕生的。
帶頭研究這一課題的羅伯特·迪克憑直覺認為:至今仍然能探測到當時爆發產生的一部分能量,而這些能量的表現形式就是太空中微弱的微波噪聲。就在這個時候,迪克接到了彭齊亞斯和威爾遜打來的電話……
宇宙在“大爆炸”中誕生這一理論立刻得到了有力的證實。
後來,經過一係列的研究,科學家們陸續得出結論,即:在大爆炸之後,宇宙就不斷地膨脹,那次爆炸的光的波長也就被拉得越來越長,於是就從可見光變成了紅外線,然後再轉變成微弱的微波,充滿天空。威爾遜他們用天線探測到的奇怪信號,其實就是那次大爆炸所留下的,後來它就被命名為“宇宙微波背景輻射”。
威爾遜和彭齊亞斯的發現使人類對宇宙的認識發生了翻天覆地的改變,這個發現也讓他們獲得了當年的諾貝爾物理學獎。