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            世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫

            admin 2019-11-08 245人围观 ,发现0个评论

            2019年10月8日,瑞典皇家科学院发布了2019年诺贝尔物理学奖的名单。获奖者中有一位世界学家,名叫詹姆斯‧皮布尔斯

            詹姆斯‧皮布尔斯 | Wikipedia/Juan Diego Sole

            在他的获奖理由中,有这么一段话:“他从上世纪敖德萨的功勋60时代中期起发展起来的理论结构,成为了咱们其时了解世界的根底。” 这句话说的,是他于1964年与自己教师合写的一篇论文。在这篇论文中,他们预言了世界微波布景的存在。巧的是,没过多久,世界微波布景辐射真的被勘探到了,然后成了支撑世界大爆破理论的最强有力的依据。

            提到这儿,你或许现已一头雾水了。世界大爆破是什么东西?世界微波布景又是什么东西?别急,且听我从源头渐渐道来。

            愚人节的谐音梗

            关于世界大爆破,咱们得从一个俄裔美国人说起。他的姓名是乔治伽莫夫。

            乔治伽莫夫 | wikipedia

            伽莫夫出生在俄国,30岁的时分移民美国,成了华盛顿大学的教授。在那里,他决议开端世界学的研讨

            也正是在那段时期,伽莫夫遇到了两个十分有天分的学生,分别是拉尔夫阿尔菲和罗世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫伯特赫尔曼。

            拉尔夫阿尔菲(左)和罗伯特赫尔曼(右) | arvix.org

            在1948年4月1日,也便是愚人节的那天,《物理谈论》杂志刊发了一篇伽莫夫团队写的论文。这是一篇很有愚人节特征的论文。在作者列表中,伽莫夫强行增加了一个对这篇论文没有任何奉献的人,那便是1967年诺贝尔物理学奖得主汉斯贝特。伽莫夫之所以要增加贝特,并不是因为他名望大。而是因为阿尔菲、贝特、伽莫夫,合起来刚好能凑成

            伽莫夫也向赫尔曼提出了一个主张,让他起一个笔名,叫德尔塔。这样,这篇论文的作者就能凑成。成果这个提议,遭到了赫尔曼的勃然回绝。

            假如我是赫尔曼,必定懊悔得肠子都青了。因为正是这篇宣布在愚人节、颇有搞笑颜色的论文,初次提出了大名鼎鼎的世界大爆破理论(严格地说,此理论应该称为“世界热大爆破”理论,因为它初次提出世界起源于一个极为火热的状况。但为了便利起见,咱们仍是称它为世界大爆破)

            世界大爆破,到底是个啥?

            下面,我来给你科普一下世界大爆破理论。这个理论说的是,创生之初的世界,是一个体积极小、密度极大、温度极高的火球。因为温度太高,火球内的光子具有极高的能量,能够轻松击碎原子核。所以那时的世界,是一片极点混沌的存在。不过跟着时刻的推移,这个火球会不断地向外胀大,然后让它的密度不断减小,温度也不断下降。通过130多亿年的悠悠岁月,这个大火球就胀大成了咱们今日看到的世界。

            世界大爆破概念图 | 东方ic

            提出世界大爆破理论今后,伽莫夫又独自写了一篇关于世界大爆破理论的论文,被《天然》杂志承受宣布。但没过多久,阿尔菲和赫尔曼就发现这篇文章出了错,俩人随后也在《天然》杂志上宣布了一篇纠错论文。在这篇论文里,他们偷偷地夹藏了一点私货,挑错之余,顺带介绍了一下自己最新的研讨成果。

            正是在这篇夹藏私货的挑错论文里,阿尔菲和赫尔曼初次预言了世界微波布景的存在。

            世界大爆破的遗址

            什么是世界微波布景呢?答案是,世界大爆破留下的遗址。你想啊,一个在130多亿年前爆破的火球,能有什么东西留得下来?仅有有或许的,就是这个火球宣布的光。

            不过严格地说,这并不是世界创生那一刻宣布的光。创生之初的火球过于火热,原子核和电子处于游离状况,不断地和光子相撞。这意味着,光处于一种被软禁的状况,无法自在地传达。而在世界诞生38万年今后,这个火球的温度下降到3000K(开尔文),原子核与电子结合而构成原子,光子才得以自在穿行。

            这些在世界诞生后38万年宣布的光,阅历了130多亿年的悠悠岁月,总算抵达地球。此外,这些光的波长,会被世界的胀大拉长,然后变成微波波段的光。这些在世界诞生后38万年宣布、现在已处于微波波段的光,便是所谓的世界微波布景

            依据阿尔菲和赫尔曼的预算,世界微波布景的温度应该是5K。不过,他们认为以人类其时的技能,底子勘探不到世界微波布景。咱们后边会看到,这是一个多么要命的过错。

            阿尔菲和赫尔曼预言了世界微波布景今后,在学术界获得了什么样的反应呢?答案是,压根没人答理。在那个时代,学术界一向把世界学视为一种形而上学。形而上学的研讨,有谁会在乎呢?

            伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼,就这样成了世界学的先烈。后来伽莫夫仍是留在学术圈,可是把首要精力放在写科普书上了。至于阿尔菲和赫尔曼,则先后抛弃了学术界的生计,转行去了工业界。

            在阅历了1948年的高潮后,世界大爆破理论很快就陷入了沉寂。这一沉寂,便是15年。

            一向过了15年,才呈现别的一群对世界大爆破感兴趣的人。这群人有一个首领,名叫罗伯特迪克。

            罗伯特迪克 | wikipedia

            寻觅世界微波布景辐射

            迪克是普林斯顿大学地理系的教授。为了完结勘探世界微波布景的艰巨使命,他在校园招收了好几名研讨生,其间最有才调的,便是咱们在本文一最初就见到的詹姆斯‧皮布尔斯。

            总算轮到我进场了 | princeton.edu

            1964年,迪克与皮布尔斯协作写了一篇论文。在这篇论文里,他们几乎是重复了阿尔菲和赫尔曼的研讨作业,再次预言世界微波布景的存在。差异仅仅是,迪克与皮布尔斯认为世界微波布景的温度应该是3K左右。或许是因为时代久远,他们底子没意识到阿尔菲和赫尔曼从前做过相同的研讨,还认为自己是原创。因而,这篇论文只字未提阿尔菲和赫尔曼的研讨。

            “理论预言”了世界微波布景,这并不能让迪克满足。他决议申请经费,自己来寻觅圣杯般的世界微波布景。

            1965年的一天,当迪克和他的团队成员一同吃午饭的时分,他接到了一通电话。这通电话,让迪克的愿望化为乌有。

            打电话的是两个贝尔实验室的工程师,分别叫阿诺彭齐亚斯和罗伯特威尔逊。

            阿诺彭齐亚斯(左)和罗伯特威尔逊(右)| wikipeia/Kartik J/Victor R. Ruiz

            一年从前,彭齐亚斯和威尔逊在贝尔实验室的支撑下,制作了一个大型的射电望远镜,期望测验远距离通讯技能。这台射电望远镜有一个巨大的喇叭口,里边装着能接纳无线电和微波信号的天线。此外,这个喇叭口的方向也能够恣意调整。

            彭齐亚斯和威尔逊从建好望远镜的第一天起,就遇到了一个巨大的费事:喇叭口里的接纳天线总会不断宣布“烧开水”般的尖锐噪音。更奇怪的是,不论他们怎样调整天世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫线的方向,这种噪声都不会消失。换句话说,这种噪音来自于世界中的各个方向,并且彻底不受昼夜和时节的影响。

            彭齐亚斯和威尔逊的超大射世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫电望远镜 | NASA

            彭齐亚斯和威尔逊置疑望远镜自身出了问题。他们花了许多的时刻排除故障,最终总算找到了“症结”地点:有一对鸽子在喇叭口里筑了窝,并在天线上拉了许多鸽子屎。所以,他们就清理了这个鸽子窝,还把整个喇叭口都彻彻底底地清扫了一遍。

            做完清洁作业今后,彭齐亚斯和威尔逊又打开了仪器。他们反常懊丧地发现,那个折腾了他们近一年的噪声,仍然存在。

            当彭齐亚斯被这个奥秘噪音摧残得精疲力尽之际,他的一个在麻省理工学院作业的朋友,给他带来了福音。这个朋友给彭齐亚斯寄去了一篇论文,那正是迪克与皮布尔斯合写的预言世界微波布景辐射的论文。

            看完论文之后,彭齐亚斯总算理解自己发现了什么。那摧残他整整一年的奥秘噪音并不是命运的咒骂,而是上天的眷顾。

            登上神坛的大爆破理论

            然后,他就和威尔逊一同,给迪克打了一通电话。他们告知迪克,自己现已发现了迪克想要寻觅的东西。放下电话今后,迪克无法地向还在吃午饭的团队成员提到:“各位,咱们现已被人抢先了。”

            1965年的夏天,《天体物理学期刊》上宣布了两篇划时代的论文。在第一篇论文中,彭齐亚斯和威尔逊简短地报告了他们发现的无处不在的微波噪音。而在第二篇文章中,迪克等人把彭齐亚斯和威尔逊的发现,与大爆破理论的终极预言,也便是世界微波布景,联络在了一同。

            世界微波布景的发现,让沉寂了整整15年的世界大爆破理论,在一夜之间登上了神坛。也正是因为这个史诗般的发现,世界学才登堂入室,成为了一门真实意义上的现代科学。

            依据世界微波布景辐射的观测制作的图画 | NASA

            但并不是所有人,都喜爱这两世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫篇宣布在《天体物理学期刊》上的划时代的论文。有3个人,就对这两篇论文极为不满。他们是咱们的老熟人:伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼。

            原因很简单。他们15年前的作业,现已被世人遗忘了。所以这两篇发现和解说世界微波布景的论文,对他们3个人只字不提。

            阿尔菲从前向一个记者诉苦道:“我没有遭到损伤吗?他们考虑过我的感触吗?他们乃至没有邀请过我去看看那个该死的望远镜!”

            因为发现了世界微波布景,彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年的诺贝尔物理学奖。至于对世界学奉献更大的那5个理论家,全都没能戴上诺奖的桂冠,直到本届诺贝尔物理学奖的揭晓。

            10月8日,2019年诺贝尔物理学奖颁发了5人中最年青、也是仅有在世的皮布尔斯。因为诺奖历来不给死人,这回总算不再有任何争议了。

            热大爆破世界之父,伽莫夫,没能得奖;最早预言世界微波布景的人,阿尔菲和赫尔曼,没能得奖;最早创造勘探世界微波布景仪器的人,迪克,没能得奖。

            却是最年青的,皮布尔斯,得奖了。

            这应该便是命吧?

            关于世界学更具体的内容,能够重视作者本年10月行将出书的新书《世界奥德赛:穿越银河系》。

            作者:王爽

            修改:大琳砸

            审阅:Steed

            一个AI

            多年今后,汪淼回想起自己被世界微波布景辐射吓哭的那个夜晚。

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            受生物圈2号的启示,咱们企图将整个大天然装进一本日历。366个物种“入住”其间,更有“保藏”了53张手绘插画的物种画廊……

            每周,这儿还要进行一次“严厉”的常识研讨,像是“熊猫为啥长得一世界大爆炸的发现进程,竟然能让我笑出鹅叫身黑白色?”、“大象嗅觉终究有多凶猛?”什么的……

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