袁 玥
憑借在宇宙微波背景輻射研究領(lǐng)域取得的杰出成果,美國(guó)科學(xué)家約翰·馬瑟和喬治·斯穆特獲得了2006年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
瑞典皇家科學(xué)院常任秘書(shū)貢諾·厄奎斯特說(shuō):“今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)將我們帶回了宇宙形成的嬰兒時(shí)代?!奔s翰·馬瑟和喬治·斯穆特借助美國(guó)1989年發(fā)射的科勃衛(wèi)星做出的發(fā)現(xiàn),為有關(guān)宇宙起源的大爆炸理論提供了支持,有助于研究早期宇宙,幫助人們更多地了解恒星和星系的起源。
目前學(xué)界普遍接受的宇宙起源理論認(rèn)為,約137億年前,發(fā)生了一次大爆炸,大爆炸之后的宇宙溫度高得驚人,那時(shí)的宇宙可以比作一個(gè)炙熱的發(fā)出輻射的物體。如果宇宙真的起源于100多億年前一種高度濃縮、高溫的狀態(tài),宇宙中應(yīng)該殘留一種微弱的輻射,兩位物理學(xué)家找到了這種輻射,也將大爆炸從一種單純的理論變成了一個(gè)宇宙起源模型。
大爆炸之后大約30萬(wàn)年,宇宙溫度降到足夠低,電子和光子等可以結(jié)合而形成原子等物質(zhì)。宇宙也由此走出晦暗的迷霧狀態(tài)而變得透明,使光可以穿透。宇宙微波背景輻射正是在此期間產(chǎn)生。這種微波背景輻射被認(rèn)為是大爆炸的“余燼”,現(xiàn)在仍均勻地分布于整個(gè)宇宙空間。隨后宇宙不斷擴(kuò)張,宇宙背景輻射的溫度也逐漸降低,預(yù)計(jì)目前相當(dāng)于絕對(duì)溫度2.7度(零下270.46攝氏度)的黑體發(fā)出的微波輻射。馬瑟對(duì)COBE衛(wèi)星測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn),宇宙微波背景輻射與絕對(duì)溫度2.7度黑體輻射非常吻合。斯穆特證明微波背景輻射在天空中穿越時(shí)在不同方向上溫度有著極其微小的差異,也就是說(shuō)存在所謂的各向異性,反映出最初的星云后來(lái)有著或大或小的密集程度,更加密集的星云具有引力,吸引周?chē)臍怏w,形成星系,密集程度低的就比較空曠。他們的研究不僅能說(shuō)明星系的起源,還能證明宇宙早期發(fā)生過(guò)暴脹,即突然、劇烈的擴(kuò)張。
這些發(fā)現(xiàn)對(duì)大爆炸理論具有至關(guān)重要的意義。
“能力出眾的人通常脾氣都不小,但約翰是個(gè)例外,”曾經(jīng)在COBE項(xiàng)目中擔(dān)任副首席科學(xué)家的華裔科學(xué)家鄭世康這樣評(píng)價(jià)今年60歲的馬瑟,“他很紳士,待人處事既溫文有禮,又態(tài)度堅(jiān)定,既融通又公正。和他共事這么多年來(lái),我從沒(méi)見(jiàn)他發(fā)過(guò)一次脾氣?!?/p>
今年61歲的斯穆特從小就對(duì)科幻小說(shuō)非常著迷。他告訴媒體:“諾貝爾領(lǐng)獎(jiǎng)典禮將在12月10日舉行,可我本來(lái)準(zhǔn)備那時(shí)候給學(xué)生進(jìn)行期末考試的,現(xiàn)在只好調(diào)整一下了。得獎(jiǎng)給我?guī)?lái)的好處,我想大概就是學(xué)生們以后會(huì)對(duì)我更加上心一些?!?/p>
(方齊然摘自《南方周末》)