在楚雲的要求之下，他們來到了宇宙起源，宇宙相關的展區內，這回他們是圍坐在有著茶水，看著中間虛擬大屏幕，一直在他們之間講訴宇宙。

    “在宇宙中，什麽叫做背景輻射？”

    四號懵懂地問道。

    “我可不知道。”

    楚雲說道。

    “我來說吧。”

    五號說道。

    “你知道就說。”

    四號說道。

    “你們要知道，宇宙中充滿了溫度剛剛超過開氏2.7度、能用地麵射電望遠鏡和人造衛星上的儀器探測到的輻射之海。

    這被解釋為宇宙由之誕生的大爆炸火球的直接證據。

    因而背景輻射的發現，是自埃德溫·哈勃發現宇宙膨脹以來宇宙學方麵最重要的觀測成就，然而這一發現可真是來之不易。”

    五號看著他們說道。

    “怎麽說？”

    楚雲好奇地問道。

    “你們要知道，第一個試圖定量描述大爆炸物理條件的人是喬治·伽莫夫。

    他在1940年代應用當時正在發展的量子物理學知識，研究宇宙誕生時應該發生過的核相互作用類型，他發現原始氫應該已經部分轉變為氦（見αβγ理論）。”

    五號說道。

    “怎麽說？”

    四號問道。

    “他根據計算，通過這種方式產生的氦的數量，依賴於這些相互作用發生時大爆炸的溫度。

    它應該被一個熱的、取x射線和γ射線形態的短波黑體輻射火球填充。

    伽莫夫小組領悟到，對應這個火球的熱輻射，應該已經隨著宇宙的膨脹而稀化和冷卻，但仍然以高度紅移了的射電波形態存在。

    由於沒有宇宙之外的地方讓這一輻射逃走，它就永遠充滿宇宙，宛如氣球內部的氣體永遠充滿氣球。”

    五號說道。

    “這個說法，不是說如果拉扯氣球使它變大，但不讓更多的氣體進入，氣球內部氣體的密度將變小。

    同樣，當宇宙膨脹時，充滿它的輻射的密度也將變小。

    這對應著溫度的降低和輻射波長的增加紅移。

    但是，雖然輻射已經冷卻，它仍然應該像充滿氣球的氣體那樣均勻充滿宇宙。

    它應該從空間所有方向照射地球，而宇宙膨脹引起的輻射波長被拉開的量，決定了它今天的溫度。”

    虛妄補充道。

    “如果我記得沒錯的話，伽莫夫的兩位學生，拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼早在1948年發表的一篇論文中就計算出，要使大爆炸中烹調的氦的數量匹配於光譜學揭示的老年恒星中氦的數量，大爆炸火球遺留下來的輻射現在應該具有僅僅5k的溫度。

    伽莫夫自己1952年在他撰寫的《宇宙創生》一書中公布的數字要稍稍大些”

    李思特說道。

    “這也就是說，準確數字決定於對大爆炸物理條件所做的詳細假設，也依賴於對宇宙年齡的估計。”

    虛妄說道。

    “但你們不要忘記了，還有一種手工計算法則是，背景輻射的開氏溫度等於10^10除以用秒數表示的宇宙年齡的平方根。

    所以，在時間開始1秒後的溫度是100億度，100秒後是10億度，而1小時後就隻有1億7千萬度了。”

    五號說道。

    我們太陽中心的溫度約1 500萬度。”

    李思特提醒道。

    “你們不要忘記了，不論是伽莫夫還是他的同事都未能意識到，給宇宙量體溫的技術在1950年代就已經存在了。

    他們既沒有敦促射電天文學家進行本來可以揭示存在背景輻射的觀測，看來也沒有哪位射電天文學家注意到預言存在這種輻射的文章。”

    五號說道。

    “但你們不要忘記了，表明宇宙溫度非常接近3k的觀測，已經在1930年代用光譜方法做出來了。”

    虛妄說道。

    “怎麽說？”

    四號問道。

    “那是對一種叫做氰的化合物做的光譜觀測，揭示了我們銀河係中星際物質雲的溫度。

    1940年，天體物理台的安德魯·麥克凱勒解釋了這些觀測，得出星際雲的溫度約2.3k。

    到1950年時，這一結果被寫進了標準的教科書。”

    五號說道。

    “但是，甚至伽莫夫也沒有將它與預言的背景輻射溫度聯係起來。”

    虛妄說道。

    “為什麽？”

    四號問道。

    “原因之一是，伽莫夫自己估計的溫度，比麥克凱勒公布的溫度和阿爾菲及赫爾曼估計的溫度都要高很多。

    1981年弗雷德·霍伊爾發表的一篇文章中，詳細敘述了他1956年同伽莫夫交談時如何提到麥克凱勒計算結果的情景。

    霍伊爾是穩恒態假說的熱烈支持者，他不相信曾經有過大爆炸，所以他當時認為不存在背景輻射。

    伽莫夫則認為應該存在溫度比5k高許多的背景輻射。

    霍伊爾記得他向伽莫夫指出，麥克凱勒已經為任何這種背景輻射規定了3k的上限，因此伽莫夫錯了。”

    虛妄說道。

    “所以，他們兩人的想像力都未能跨出事後看來並非很大的一步，因而沒有領悟到，背景輻射確實無處不在，不過它的溫度低於伽莫夫的預計值。”

    五號說道。

    “但你不要忘記了，就在伽莫夫研究組1940年代發展他們的思想的同時，一組射電天文學家正在實際搜尋來自空間的低溫輻射。

    羅伯特·狄克和他的同事們使用一台由戰時雷達技術演變而來的儀器，在微波頻段研究天空，發現了溫度低於20k，這是儀器規定的極限輻射的證據。

    他們的結果於1946年發表在《物理學評論》雜誌上，而在這同一卷上也發表了伽莫夫研究組關於核合成的第一篇論文。

    可是還要等待差不多20年才有人把它們聯係起來。”

    虛妄提醒他們道。

    “但是到了1960年代初，幾個研究組，包括發達國家的科學家們，已經開始考慮如何探測大爆炸的殘留輻射。

    伽莫夫小組的先驅工作基本上被人們忘記了，而每個組都重新看到了可能性。

    在普林斯頓大學，一位年輕的科學家皮布爾斯不知情地重複阿爾菲和赫爾曼做過的計算，認識到宇宙應該充滿溫度為開氏幾度的背景輻射之海。

    他在這項工作中的導師狄克，也忘記了他自己在1940年代的開創性成果，卻指定另兩位研究者羅爾和威爾金森建造一具小射電望遠鏡來搜尋這一輻射。”

    “五號說道。”

    “這不是鬧烏龍嗎？”

    “……”

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