宇宙大爆炸的余晖

宇宙大爆炸的火球有些像核爆炸的火球，但核爆炸的火球热量在一小时、一天或一周内就会消散开来。相比而言，大爆炸的热量就无处消散了，只能在宇宙中徘徊。事实上，宇宙里也只有大爆炸的产物。时至今日，大爆炸遗留的热量仍充满宇宙，围绕着我们。在过去约140亿年的膨胀中，温度已然冷却下来，大爆炸再也无法发出可见光，只能释放出一种不可见的光，即微波辐射。

微波对你而言一定不陌生，它被应用于手机通信、加热食品、传播电视节目等领域。如果你用过老式电视，当你切换频道时，中间会有画面停顿现象或者雪花出现在屏幕上，大约1%的画面停顿和雪花就可能来自大爆炸产生的微波辐射(在调长波电台时，中间停顿的空白也是同样的道理)。这些微波在被你家电视天线捕获之前，已经在宇宙中飘荡了约140亿年，上次它们接触到的其他事物是宇宙开端的那个火球。

事实让人震惊，宇宙中99.9%的“光”，也就是光子都来源于大爆炸，仅0.1%的光子源于恒星以及星系。这就是宇宙最为惊人的特征：宇宙微波背景辐射。如果你有双能看见微波的眼睛，那么你眼前的世界，包括空空如也的空间都会发出白亮的光。你就像住在一个大灯泡里。科学家直到1965年才发现宇宙微波背景辐射，而且完全出于意外。

但是，我们周围的所有事物都会发出微波，我们难以分辨哪些是大爆炸发出的。这正是1964年新泽西州霍姆德尔的两位科学家阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊碰上的难题。这两个人被巨型喇叭状的微波探测器吸引到贝尔实验室工作。彭齐亚斯和威尔逊想用探测器研究天文学，探测疑似围绕银河系的超冷氢气。由于他们预测该气体微波十分微弱，所以首先他们要测量其他微波源，比如说，近处的树木、建筑、天空，甚至是探测器本身。然后他们再将这些干扰源剔除，剩下的可能就是需要的微波信号。

但当他们把所有干扰源都剔除后，仍有稳定背景噪声。这样的微波应当是由一种温度比绝对零度高3摄氏度，即零下270摄氏度的物质辐射产生的。最开始，他们认为这是纽约市发出的微波。但是，当他们将探测器的喇叭口对着天空或者背对纽约市时，噪声依旧存在。然后他们又猜测微波源应该是太阳系中的一些会发出无线电波的天体，如木星。但几个月过去了，地球沿轨道绕太阳运转，噪声依旧稳定不变。彭齐亚斯和威尔逊甚至想过这是不是附近核弹试验产生的高速电子飞入大气产生的背景噪声。然而，这种背景噪声一直很稳定，不随时间改变，这并不符合任何猜测的特征。

最后，两位天文学家将目光锁定在两只鸽子上。它们在探测器狭窄的底部建了个鸟巢。因为探测微波用的电子设备也固定在“喇叭”的底部，而这些设备会散发热量，所以鸽子们选择了这个舒适温暖的住处，这是在新泽西州度过严冬的最佳住所。彭齐亚斯和威尔逊发现鸽子们在微波探测器的表面覆盖了一层白色的电介质，即大家熟知的鸟粪。那么，是不是鸟粪发出的微波造成了这稳定的背景噪声呢?

两位天文学家捕获了鸽子，还附上推荐信把鸽子送往别处安家。然后他们穿上长筒靴，拿着扫帚钻进“喇叭口”里收拾干净鸟粪。但是结果与他们的预期相反，稳定的背景噪声仍旧存在。

直到1965年的春天，他们在天文学上仍一无所获。一次彭齐亚斯给他一个科学家朋友打电话，忍不住向朋友抱怨他和威尔逊在霍姆德尔遇到的倒霉事，结果他朋友一听这事，立马来了精神。他朋友先前听过理论家詹姆斯·皮布尔斯的演讲，演讲中提到普林斯顿大学正在进行一项实验，旨在探测大爆炸余晖的热量。普林斯顿大学离霍姆德尔只有30英里(约48公里)的距离，彭齐亚斯一放下电话，立刻就给皮布尔斯的导师，普林斯顿大学的罗伯特·迪克打了个电话。迪克当时正在办公室里吃便餐，研究小组成员都和他坐在一起。迪克刚放下电话，他扭头对他的同事们说道：“啊哈，咱们有料啦!”

现在我们已经知道由彭齐亚斯和威尔逊发现的微波辐射与绝对零度以上2.726摄氏度发出的辐射相匹配。“大爆炸余晖发出的微波辐射与你家的微波炉发出的微波一样，只是能量低得多，”史蒂芬·霍金这么解释道，“不过，用它来加热比萨的话，只能加热到约零下270摄氏度。呃，这连解冻都不行，更别提烹饪了!”

彭齐亚斯和威尔逊因发现宇宙微波背景辐射，证明宇宙起源于大爆炸，从而荣获1978年诺贝尔物理学奖。有人问，那两只鸽子后来怎样了呢?鸽子有归巢的习性，所以它们又飞回霍姆德尔探测器了。没办法，就只能把它们处理了。但是，它们的鸟粪却名垂科学史，广泛流传在各种天文学著作中。这个乌龙事件应该是科学史上对鸟粪最大的一次误会。

(林冬冬摘自湖南科学技术出版社《奇怪的知识增加了》一书，小黑孩图)