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第6章 大爆炸的余晖宇宙微波背景辐射（第3页）

彭齐亚斯挂了伯克的电话，马上给普林斯顿大学打了电话。当时，迪克正在办公室里和团队成员们享用自带的午餐。两人简短地交流了一会儿，在听到“微波喇叭天线”和“冷负载”等词时，迪克团队的成员们面面相觑。迪克放下电话时，大家已经猜到发生了什么。“好吧，伙计们，”他摇摇头说，“他们抢先了一步!”

第二天，迪克一行驱车去了离普林斯顿只有30英里（约48千米）的霍姆德尔。他们先看了20英尺（约6米）喇叭天线、射电接收器和冷负载，又与彭齐亚斯和威尔逊进行了简单的交流，迪克确认他们真的没戏了。普林斯顿大学研究小组一直计划寻找的大部分东西已经被贝尔实验室的两位天文学家在无意中发现了。

宇宙中的光都被束缚在大爆炸的余晖中。如果将一台老式模拟信号电视调拨在两个电视频道之间，屏幕上1%的静噪来自大爆炸。在被电视天线截获之前，这些信号已经在太空中穿行了138。2亿年。在离开大爆炸火球之后，它们从未接触过任何东西。彭齐亚斯和威尔逊发现的宇宙微波背景辐射，为宇宙并非永远存在而是诞生于大爆炸提供了证据。[113]

两个研究团队——彭齐亚斯-威尔逊团队和迪克团队——决定在《天体物理学杂志快报》（TheAstrophysialLetters）上发表各自的论文，宣布他们的发现。具有讽刺意味的是，彭齐亚斯和威尔逊都是宇宙恒稳态理论的追随者；而该理论是弗雷德·霍伊尔和他的两位同事于1948年提出的，认为宇宙是永恒存在的，不存在极热的、超高密度的起点。因此，彭齐亚斯和威尔逊不愿意把无意中的发现解释为支持竞争对手——大爆炸理论——的证据。在论文中，彭齐亚斯和威尔逊只是把令人讨厌的静噪说成可以支持任何理论的实验结果。同时，他们把对静噪准确身份的猜测留给了一同发表论文的迪克团队。

就在论文即将刊出的两周前，克劳福德山上的电话响了，彭齐亚斯拿起电话，是《纽约时报》（Theimes）的科学记者沃尔特·沙利文（WalterSullivan）。当时，沙利文正在追踪另一个故事的线索，他碰巧打电话给《天体物理学杂志》（TheAstrophysial）。一位编辑透露，该杂志即将刊发一些论文，披露一种有可能来自宇宙开端的神秘射电信号。电话中，沙利文就20英尺（约6米）喇叭天线的作用盘问了彭齐亚斯好半天。

当时，威尔逊的父亲恰巧从得克萨斯州来看他。他的父亲是一个习惯早起的人，第二天早早地起床去当地的药店买药，回来时把一份晨报扔到还未起床的儿子的脸上。在《纽约时报》的头版上有一张20英尺（约6米）喇叭天线的照片，上面刊载着有关《天体物理学杂志快报》即将发表那些论文的报道。

伽莫夫已退休，当时住在科罗拉多州的博尔德（Boulder），他在《纽约时报》上读到了这个报道。但是，令人沮丧的是，伽莫夫没有看到自己的名字，也没有看到阿尔弗或赫尔曼的名字。平心而论，本来他很期待论文在《天体物理学杂志快报》上发表的。

彭齐亚斯和威尔逊论文标题的谨慎和刻板绝对是大师级的——《在4080兆赫处测量到天线温度[2]过高》。[114]从本质上讲，文中两位天文学家表达的是“在新泽西州霍姆德尔的克劳福德山实验室，用20英尺（约6米）喇叭天线测量有效天顶噪声温度时，在4080兆赫处测得数值比期望值高出约3。5开尔文”。在简短的论文中，他们没有在任何地方提到这种辐射可能来自大爆炸。他们只是指出“对观测到的额外的噪声温度的一种可能的解释，请参见迪克、皮布尔斯、罗尔（Roll）和威尔金森（Wilkinson）在本期随发的论文”。

经伽莫夫告知才听说这两篇论文的阿尔弗和赫尔曼，立刻抄近道迅速赶到图书馆，他们简直不敢相信，大爆炸辐射终于被发现了——17年前，在华盛顿特区的一块黑板上，他们预测的东西真的存在!实际上，就像他们想象的那样，微波背景辐射充满了宇宙。然而，两个人一口气把论文看完后，呆若木鸡地站在那里。论文中竟然只字未提阿尔弗和伽莫夫关于大爆炸中元素锻造（element-building）的开创性工作，也没有任何地方提到阿尔弗和赫尔曼对大爆炸余晖的预测。他们已经努力证明了自己是这方面的魔术师，但看起来就好像没人知道。

难以置信，他们居然被忽视了。他们不仅在《物理评论》（PhysicalReview）的一系列论文中发表了关于大爆炸的计算结果，甚至还就此撰写了许多通俗性读物。事实上，在1952年，伽莫夫就为大众读者撰写了一本名为《宇宙的创造》（TheoftheUniverse）的科普读物，书中他谈到了大爆炸中氦的生成以及氦与宇宙温度的关系。1956年，伽莫夫甚至还在流行杂志《科学美国人》（Sti）的一篇文章中发表了他的观点。

现在竟然有人把他们近20年前的研究成果据为己有。这对于伽莫夫、阿尔弗和赫尔曼来说，真可谓“是可忍孰不可忍”。[115]

1978年秋季，新泽西州霍姆德尔

威尔逊首次获悉自己有望获得诺贝尔奖是在1978年初。“有人发表了对下届诺贝尔奖的预测，我想是在《奥秘》（Omni）杂志上，作者把我们列进去了，”威尔逊说，“但作者在很多事情上都搞错了，所以我和阿诺都没当回事。”1978年夏天，一个名叫杰瑞·瑞克森（JerryRi）的爱尔兰人也向威尔逊透露了一些消息。瑞克森在贝尔实验室工作，他在瑞典进行访问时，被该国一位顶尖的射电天文学家拉住聊了很久。“他问了一些非常细致的问题，关于阿诺，关于我，以及我们之间的关系，”威尔逊说，“还有诸如谁干了些什么之类的问题。”

后来，威尔逊的一位瑞士同事就说得更加直白了。马丁·施耐德（MartinSeider）要给威尔逊交一份实验进展报告，但交迟了，所以当两人在贝尔实验室偶遇时，威尔逊问施耐德能否明天把报告放在他的办公桌上。“你明天不会想看那份报告的，”施耐德兴致勃勃地说，“他们就要宣布你获诺贝尔奖了!”

第二天早上7点钟，电话铃声把威尔逊吵醒了，打电话的是他的另一位同事。这位同事在WCBS广播电台上听到一则新闻，想知道威尔逊和阿诺·彭齐亚斯获得诺贝尔奖的消息是否属实。威尔逊也不能肯定，直到瑞典皇家科学院（RoyalSwedishAcademyofSces）发来电报，一切疑虑才烟消云散了。1978年诺贝尔物理学奖授予彭齐亚斯和威尔逊，以表彰他们发现了3K宇宙微波背景辐射。

诺贝尔物理学奖颁发给了威尔逊和彭齐亚斯，这无异于往阿尔弗和赫尔曼的伤口上撒盐。彭齐亚斯和威尔逊只不过是偶然发现了他们17年前就预测到的辐射。如果这还不够的话，贝尔实验室的研究人员在之后长达两年的时间里都没有承认这个信号与宇宙的诞生有任何关系!

迪克和他的同事们坚称，他们并不知道阿尔弗和赫尔曼1948年对大爆炸余晖的预测，他们只是未做好背景调查。公平地说，他们确实尝试做过，然而，在阿尔弗和赫尔曼看来，迪克他们还不够努力。[3]因此，阿尔弗和赫尔曼的伤口始终未能愈合。至于伽莫夫，他一直对此事耿耿于怀，直到1968年因酒精性肝病而过早离世，他唯一幸运的是没有听到1978年诺贝尔物理学奖的消息。

威尔逊当然没有权力左右诺贝尔委员会的决定。他说：“我认为自己很幸运。”

大爆炸的余晖是宇宙诞生最鲜明的特征。如果我们的眼睛可以看到微波，而不是可见光，那么我们就像在一个巨大的灯泡里面，会看到空间内充满了耀眼的光。因此，问题出现了：为什么直到1965年，宇宙微波背景辐射才被彭齐亚斯和威尔逊发现，而且是偶然发现的呢？诺贝尔奖得主、物理学家史蒂文·温伯格（StevenWeinberg）就此问题以及为什么没有较早地系统性地研究进行了长期的思考。在关于大爆炸的通俗读物《最初三分钟：关于宇宙起源的现代观点》（TheFirstThreeMinutesAModerheinofTheUniverse）中，他分析归纳了三个主要原因。

温伯格说，首先，也是最直接的原因，射电天文学家告诉阿尔弗和赫尔曼，大爆炸的微波余晖是无法检测的。这不正确，但要承认，检测的确很难，需要一个冷负载与天空的信号相比较，不过这毕竟是可以做到的。

温伯格说，之所以没有人去寻找辐射的第二个原因，缘于该预测来自一个后来被推翻的理论。到了20世纪50年代，每个人都清楚，大多数元素不可能像乔治·伽莫夫期望的那样，都是由大爆炸产生。大自然主要使用了两个熔炉来锻造元素：一个是大爆炸的火球，在宇宙诞生后的最初几分钟里产生了氢核和氦；另外一个是在之后锻造了所有重元素的恒星。不幸的是，当发现大爆炸不可能产生自然界中的重元素时，伽莫夫就放弃了这一预测。很可惜，他把孩子连同洗澡水一起倒掉了。

1989年11月18日，加州范登堡空军基地

在美国宇航局发射宇宙微波背景探测卫星（icBadExplorer，COBE）的前一天晚上，相关研究团队的成员飞到了洛杉矶以北100英里（约160千米）的范登堡空军基地。他们在凌晨3点左右被送上巴士，大巴司机把他们放在了离发射台大约1英里（约1。6千米）的地方。天气极冷，离天亮还有一段时间。

COBE卫星所搭载的微波喇叭天线是用于在大气层之外观测宇宙微波背景辐射的。因为有大气层的影响，从地面观测背景辐射非常困难。此次观测的成果将是一张宇宙的“婴儿照片”，那时的宇宙大约只有38万岁，冷却的大爆炸物质刚刚开始在引力作用下聚集在一起，构成那些最终会形成星系的东西。COBE卫星要拍摄的就是这张照片。

旷野里形成了一场大规模集会，现场的人们充满了兴奋和期待。人们等待着，跺着脚取暖。在人群中，有两位上了岁数的老人，他们对自己能被邀到现场感到既惊讶，又高兴。COBE项目科学家、团队负责人约翰·马瑟（JohnMather）特意邀请了拉尔夫·阿尔弗和罗伯特·赫尔曼，大家终于认识到这两位魔术师于1948年预测到的大爆炸余晖是一种了不起的远见。

[1]黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将其100%转化为热辐射。所以其光谱只与温度有关，而与构成黑体的物质无关。

[2]天线温度是射电天文学中用来度量射电望远镜接收功率的一个量。

[3]迪克相信宇宙始终处于振**之中。宇宙就像一个巨大的、跳动的心脏，在永恒中不断地膨胀和收缩。如果每个周期都像前一个周期一样开始，那么就有必要摧毁前一个周期中可能是在恒星内部建立的全部元素。迪克意识到，极高的温度会使原子核猛烈地撞击在一起，分解成氢，从而成功地使宇宙进入下一个周期。因此，他偶然想到宇宙经历过一个热密相，留下了热辐射，而他的理由与伽莫夫的完全相左。真正的科学就是这样的：这两个人都因为错误的理由而正确，而每个错误的理由又各不相同。毕竟，我们似乎并没有生活在一个振**的宇宙中（迪克的观点），而且大多数元素不是在一次炽热的大爆炸中形成的（伽莫夫的观点）。