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第三章 膨胀的宇宙(4 / 10)

样,不发源于任何特别源,而是空间——时间结构所固有。他宣称,空间——时间有内在膨胀趋向,这可以用来刚好去平衡宇宙间所有物质相互吸引,结果使宇宙成为静态。当爱因斯坦和其他物理学家正在想方设法避免广义相对论非静态宇宙预言时,看来只有个人,即俄国物理学家和数学家亚历山大·弗利德曼愿意只用广义相对论着手解释它。

弗利德曼对于宇宙作两个非常简单假定:们不论往哪个方向看,也不论在任何地方进行观察,宇宙看起来都是。弗利德曼指出,仅仅从这两个观念出发,们就应该预料宇宙不是静态。事实上,弗利德曼在1922年所做预言,正是几年之后埃得温·哈勃所观察到结果。

很清楚,关于在任何方向上宇宙都显得是假设实际上是不对。例如,正如们所看到们星系中其他恒星形成横贯夜空叫做银河系光带。但是如果看得更远,星系数目就或多或少显得是同样。所以假定们在比星系间距离更大尺度下来观察,而不管在小尺度下差异,则宇宙确实在所有方向看起来是大致。在很长时间里,这为弗利德曼假设——作为实际宇宙粗糙近似提供充分证实。但是,近世出现桩幸运事件所揭示事实说明,弗利德曼假设实际上异常准确地描述宇宙。

1965年,美国新泽西州贝尔电话实验室阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊正在检测个非常灵敏微波探测器时(微波正如光波,但是它波长大约为1英寸),他们检测器收到比预想还要大噪声。彭齐亚斯和威尔逊为此而忧虑,这噪声不像是从任何特别方向来。首先他们在探测器上发现鸟粪并检查其他可能故障,但很快就排除这些可能性。他们知道,当探测器倾斜地指向天空时,从大气层里来噪声应该比原先垂直指向时更强,因为光线在沿着靠近地平线方向比在头顶方向要穿过更厚大气。然而,不管探测器朝什方向,这额外噪声都是,所以它必须是从大气层以外来,并且在白天、夜晚、整年,也就是甚至地球绕着自己轴自转或绕太阳公转时也是。这表明,这辐射必须来自太阳系以外,甚至星系之外,否则当地球运动使探测器指向不同方向时,噪声必须变化。

事实上,们知道这辐射必须穿过们可观察到宇宙大部分,并且由于它在不同方向都样,至少在大尺度下,这宇宙也必须是各向同性。现在们知道,不管们朝什方向看,这噪声变化总是

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