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        宇宙大爆炸的余暉

        2022-07-09 05:10:36馬庫斯喬恩
        讀者 2022年14期
        關鍵詞:鳥糞背景噪聲威爾遜

        ☉〔英〕馬庫斯·喬恩

        ◎孔令稚 譯

        宇宙大爆炸的火球有些像核爆炸的火球,但核爆炸的火球熱量在一小時、一天或一周內就會消散開來。相比而言,大爆炸的熱量就無處消散了,只能在宇宙中徘徊。事實上,宇宙里也只有大爆炸的產物。時至今日,大爆炸遺留的熱量仍充滿宇宙,圍繞著我們。在過去約140億年的膨脹中,溫度已然冷卻下來,大爆炸再也無法發(fā)出可見光,只能釋放出一種不可見的光,即微波輻射。微波對你而言一定不陌生,它被應用于手機通信、加熱食品、傳播電視節(jié)目等領域。如果你用過老式電視,當你切換頻道時,中間會有畫面停頓現(xiàn)象或者雪花出現(xiàn)在屏幕上,大約1%的畫面停頓和雪花就可能來自大爆炸產生的微波輻射(在調長波電臺時,中間停頓的空白也是同樣的道理)。這些微波在被你家電視天線捕獲之前,已經在宇宙中飄蕩了約140億年,上次它們接觸到的其他事物是宇宙開端的那個火球。事實讓人震驚,宇宙中99.9%的“光”,也就是光子都來源于大爆炸,僅0.1%的光子源于恒星以及星系。這就是宇宙最為驚人的特征:宇宙微波背景輻射。如果你有雙能看見微波的眼睛,那么你眼前的世界,包括空空如也的空間都會發(fā)出白亮的光。你就像住在一個大燈泡里??茖W家直到1965年才發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射,而且完全出于意外。

        但是,我們周圍的所有事物都會發(fā)出微波,我們難以分辨哪些是大爆炸發(fā)出的。這正是1964年新澤西州霍姆德爾的兩位科學家阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜碰上的難題。這兩個人被巨型喇叭狀的微波探測器吸引到貝爾實驗室工作。彭齊亞斯和威爾遜想用探測器研究天文學,探測疑似圍繞銀河系的超冷氫氣。由于他們預測該氣體微波十分微弱,所以首先他們要測量其他微波源,比如說,近處的樹木、建筑、天空,甚至是探測器本身。然后他們再將這些干擾源剔除,剩下的可能就是需要的微波信號。

        但當他們把所有干擾源都剔除后,仍有穩(wěn)定背景噪聲。這樣的微波應當是由一種溫度比絕對零度高3攝氏度,即零下270攝氏度的物質輻射產生的。最開始,他們認為這是紐約市發(fā)出的微波。但是,當他們將探測器的喇叭口對著天空或者背對紐約市時,噪聲依舊存在。然后他們又猜測微波源應該是太陽系中的一些會發(fā)出無線電波的天體,如木星。但幾個月過去了,地球沿軌道繞太陽運轉,噪聲依舊穩(wěn)定不變。彭齊亞斯和威爾遜甚至想過這是不是附近核彈試驗產生的高速電子飛入大氣產生的背景噪聲。然而,這種背景噪聲一直很穩(wěn)定,不隨時間改變,這并不符合任何猜測的特征。

        最后,兩位天文學家將目光鎖定在兩只鴿子上。它們在探測器狹窄的底部建了個鳥巢。因為探測微波用的電子設備也固定在“喇叭”的底部,而這些設備會散發(fā)熱量,所以鴿子們選擇了這個舒適溫暖的住處,這是在新澤西州度過嚴冬的最佳住所。彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)鴿子們在微波探測器的表面覆蓋了一層白色的電介質,即大家熟知的鳥糞。那么,是不是鳥糞發(fā)出的微波造成了這穩(wěn)定的背景噪聲呢?

        兩位天文學家捕獲了鴿子,還附上推薦信把鴿子送往別處安家。然后他們穿上長筒靴,拿著掃帚鉆進“喇叭口”里收拾干凈鳥糞。但是結果與他們的預期相反,穩(wěn)定的背景噪聲仍舊存在。

        直到1965年的春天,他們在天文學上仍一無所獲。一次彭齊亞斯給他一個科學家朋友打電話,忍不住向朋友抱怨他和威爾遜在霍姆德爾遇到的倒霉事,結果他朋友一聽這事,立馬來了精神。他朋友先前聽過理論家詹姆斯·皮布爾斯的演講,演講中提到普林斯頓大學正在進行一項實驗,旨在探測大爆炸余暉的熱量。普林斯頓大學離霍姆德爾只有30英里(約48公里)的距離,彭齊亞斯一放下電話,立刻就給皮布爾斯的導師,普林斯頓大學的羅伯特·迪克打了個電話。迪克當時正在辦公室里吃便餐,研究小組成員都和他坐在一起。迪克剛放下電話,他扭頭對他的同事們說道:“啊哈,咱們有料啦!”

        在網絡環(huán)境下高中生物教師針對高中生物教學采用“三段式”的教學模式是現(xiàn)代教育技術與高中生物教學深度融合的一種有益嘗試。教師根據(jù)教學內容給學生設計課前預習內容、課中的教學課件內容及課后復習及考核內容。學生通過學習平臺提前預習高中生物教學內容,在課堂上有針對性地進行學習,并且在課后能夠反復觀看教學課件,加強自己對教學內容的理解,這樣就能夠幫助學生及時理解掌握學習內容,提升教學效果。

        此外,我們必須意識到所有的文本其實都內置著作者、編者的先在視野。周去非之所以側重提到“安南絹”,或許與這種絹的粗糙有關,所謂“絹粗如細網”。他談到的“紅絁子”,按注為紅色粗綢。他此句其實引自《桂海虞衡志》“志器”中對“黎幕”的記載:“黎幕,出海南黎峒。黎人得中國錦彩,拆取色絲,間木棉挑織而成,每以四幅聯(lián)成一幕?!崩枳迦藢鹊厮a的錦彩拆解之后,又將其中的色絲與本地木棉結合起來,制成幕布。這一行為在當時的中原地區(qū)的來人眼里,大約就像今日看見部落人將小汽車拆卸之后,將汽車配件作為馬車的裝飾一樣。因為在中原人眼里,錦彩和黎幕有高低等級之分,他們并沒有從本地人的角度去“在地化”地看待當?shù)厮囆g。

        現(xiàn)在我們已經知道由彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)的微波輻射與絕對零度以上2.726攝氏度發(fā)出的輻射相匹配。“大爆炸余暉發(fā)出的微波輻射與你家的微波爐發(fā)出的微波一樣,只是能量低得多,”史蒂芬·霍金這么解釋道,“不過,用它來加熱比薩的話,只能加熱到約零下270攝氏度。呃,這連解凍都不行,更別提烹飪了!”

        筆者認為熱奈特對于戲擬的定義較為準確和全面:“戲擬是對一篇文本改變主題,但保留風格的轉換?!?薩莫瓦約,2003:47)戲擬是后現(xiàn)代派作家常用的一種寫作手法。他們通過對傳統(tǒng)的敘事模式、技巧;歷史人物、事件;經典作品中的人物、主題等進行模仿,使其變得荒誕、可笑,以達到對歷史、傳統(tǒng)、經典進行諷刺和否定的目的。

        彭齊亞斯和威爾遜因發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射,證明宇宙起源于大爆炸,從而榮獲1978年諾貝爾物理學獎。有人問,那兩只鴿子后來怎樣了呢?鴿子有歸巢的習性,所以它們又飛回霍姆德爾探測器了。沒辦法,就只能把它們處理了。但是,它們的鳥糞卻名垂科學史,廣泛流傳在各種天文學著作中。這個烏龍事件應該是科學史上對鳥糞最大的一次誤會。

        (林冬冬摘自湖南科學技術出版社《奇怪的知識增加了》一書,小黑孩圖)

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