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宇宙大爆炸理论

科普小知识2021-07-25 10:33:44
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偶然发现理论

一个理论的出现往往是基于大量的社会实践,并且是经过反复验证而形成的。然而,大爆炸理论是由天文学家和电信专家通过频繁的偶然发现建立和产生的。

1925年,根据爱因斯坦广义相对论的预测,美国天文学家亚当斯证实,天狼星发射的谱线频率通过观察高密度伴星向红移,即红移频率较低,波长较长。

1929年,伟大的天文学家哈勃根据新的观测数据发现,银河系外星系光谱的红移与星系离我们的距离成正比。星系离我们越远,它们离开我们就越快。

这种天文现象,宇宙中的天体越远,它们向外飞得越快,表明宇宙不断向外膨胀。对于这个巨大的天文之谜,科学家们目前还没有合适的理论来解释。一些天文学家和物理学家提出了更合理的宇宙膨胀和宇宙爆炸理论。根据它的理论,整个宇宙起源于一次高温高密度的“原始火球”爆炸。在火球爆炸和向外膨胀的过程中,产生的各种元素形成了今天宇宙中的各种物质,逐渐凝聚成星云,然后演化成各种天体。由于宇宙中的初级辐射在大爆炸后达到了热平衡,所以即使是微弱的背景辐射仍然留在宇宙中。为了验证这个理论,普林斯顿大学的射电天文学家R H .迪克和其他人在20世纪60年代早期建造了一个天线来寻找背景辐射。也许天线不够灵敏,或者由于其他原因,无法发现这种背景辐射。

穿过铁鞋却找不到地方是不费力气的。迪克没有具体发现的宇宙背景辐射是由从事卫星通信设备的两名年轻工程师彭兹和威尔逊发现的。

1962年,贝尔实验室成功开发并发射了世界上第一颗国际通信卫星——电信之星1号。第二年,大约30岁的两位年轻工程师,彭兹和威尔逊,发现在安装卫星通信天线以提高灵敏度时,总是存在未知原因的“噪音”干扰。经过反复测试,他们意识到这是一种无法消除的噪音辐射,相当于绝对温度约为2.7K..此外,这种微波辐射在天空的各个方向上强度相等,并且不随季节而变化。显然,这不是来自某些天体的特定辐射,而只是宇宙辐射。这一发现打破了传统观念,即广阔的星系际空间绝对是空的,不可能有能量辐射,温度只能是绝对零度(相当于零下273摄氏度)。

由于贝尔实验室的两位工程师当时并不知道大爆炸理论,他们对当时的宇宙辐射现象感到困惑。第二年春天,彭奇斯偶尔会向麻省理工学院的一名科学家谈论这个谜,他说迪克的团队正在探索这个问题。彭斯得知这一意外发现的巨大科学理论价值后喜出望外,并立即与迪克的团队进行了互访。研究进一步证实,这种3K宇宙背景辐射是“原始火球”大爆炸后的残余辐射。后来,彭兹和威尔逊因这一发现获得了诺贝尔物理学奖。