兹曼泡增长时说时间倒流就没有意义。在令人感兴趣的宇宙区域中，一位智能观察者仍然能感受到指向高熵热寂状态的时间之箭。换言之，即使宇宙过去真正是坍缩而不是膨胀，是向奇点运动而不是离开它，像我们这样的智能观察者仍然能够领悟，未来是星系分开更远时的时间。这并非单纯哲学上的吹毛求疵，因为大爆炸模型的若干变种认为，我们宇宙的膨胀将在某天停止，然后转为收缩。”虚妄说道。“如果发生这种情况，时间本身会倒流吗”吴刚问道。“如果时间倒流，智能观察者能注意到吗”李思特问道。“在宇宙收缩时，他们仍将觉得是居住在膨胀宇宙中吗”四号问道。“鬼知道，也许，我们真是居住在一个收缩的宇宙中而一直没有察觉”虚妄看着他们说道。“也就是你们也不知道。”四号说道。“我口渴了，我们还是到另一个展区去看吧，光看星星的话，在家里也经常可以看到真个个银河系。”楚云看着他们说道。“人越来越多了，我们这样交流，还以为我们是在干什么呢”虚妄说道。“虚妄，他们可和我们不在一个区域。”四号说道。“不再一个区域，我也想走了。”五号说道。“是的，三个小时，已经过去了一个小时，我们还有两个小时。”吴刚说道。“走吧”“”搜索书旗吧，看的书手机站:第六百二十五章 辐射在楚云的要求之下，他们来到了宇宙起源，宇宙相关的展区内，这回他们是围坐在有着茶水，看着中间虚拟大屏幕，一直在他们之间讲诉宇宙。“在宇宙中，什么叫做背景辐射”四号懵懂地问道。“我可不知道。”楚云说道。“我来说吧。”五号说道。“你知道就说。”四号说道。“你们要知道，宇宙中充满了温度刚刚超过开氏27度、能用地面射电望远镜和人造卫星上的仪器探测到的辐射之海。这被解释为宇宙由之诞生的大爆炸火球的直接证据。因而背景辐射的发现，是自埃德温哈勃发现宇宙膨胀以来宇宙学方面最重要的观测成就，然而这一发现可真是来之不易。”五号看着他们说道。“怎么说”楚云好奇地问道。“你们要知道，第一个试图定量描述大爆炸物理条件的人是乔治伽莫夫。他在1940年代应用当时正在发展的量子物理学知识，研究宇宙诞生时应该发生过的核相互作用类型，他发现原始氢应该已经部分转变为氦。”五号说道。“怎么说”四号问道。“他根据计算，通过这种方式产生的氦的数量，依赖于这些相互作用发生时大爆炸的温度。它应该被一个热的、取x射线和γ射线形态的短波黑体辐射火球填充。伽莫夫小组领悟到，对应这个火球的热辐射，应该已经随着宇宙的膨胀而稀化和冷却，但仍然以高度红移了的射电波形态存在。由于没有宇宙之外的地方让这一辐射逃走，它就永远充满宇宙，宛如气球内部的气体永远充满气球。”五号说道。“这个说法，不是说如果拉扯气球使它变大，但不让更多的气体进入，气球内部气体的密度将变小。同样，当宇宙膨胀时，充满它的辐射的密度也将变小。这对应着温度的降低和辐射波长的增加红移。但是，虽然辐射已经冷却，它仍然应该像充满气球的气体那样均匀充满宇宙。它应该从空间所有方向照射地球，而宇宙膨胀引起的辐射波长被拉开的量，决定了它今天的温度。”虚妄补充道。“如果我记得没错的话，伽莫夫的两位学生，拉尔夫阿尔菲和罗伯特赫尔曼早在1948年发表的一篇论文中就计算出，要使大爆炸中烹调的氦的数量匹配于光谱学揭示的老年恒星中氦的数量，大爆炸火球遗留下来的辐射现在应该具有仅仅5k的温度。伽莫夫自己1952年在他撰写的一书中公布的数字要稍稍大些”李思特说道。“这也就是说，准确数字决定于对大爆炸物理条件所做的详细假设，也依赖于对宇宙年龄的估计。”虚妄说道。“但你们不要忘记了，还有一种手工计算法则是，背景辐射的开氏温度等于1010除以用秒数表示的宇宙年龄的平方根。所以，在时间开始1秒后的温度是100亿度，100秒后是10亿度，而1小时后就只有1亿7千万度了。”五号说道。我们太阳中心的温度约1500万度。”李思特提醒道。“你们不要忘记了，不论是伽莫夫还是他的同事都未能意识到，给宇宙量体温的技术在1950年代就已经存在了。他们既没有敦促射电天文学家进行本来可以揭示存在背景辐射的观测，看来也没有哪位射电天文学家注意到预言存在这种辐射的文章。”五号说道。“但你们不要忘记了，表明宇宙温度非常接近3k的观测，已经在1930年代用光谱方法做出来了。”虚妄说道。“怎么说”四号问道。“那是对一种叫做氰的化合物做的光谱观测，揭示了我们银河系中星际物质云的温度。1940年，天体物理台的安德鲁麦克凯勒解释了这些观测，得出星际云的温度约23k。到1950年时，这一结果被写进了标准的教科书。”五号说道。“但是，甚至伽莫夫也没有将它与预言的背景辐射温度联系起来。”虚妄说道。“为什么”四号问道。“原因之一是，伽莫夫自己估计的温度，比麦克凯勒公布的温度和阿尔菲及赫尔曼估计的温度都要高很多。1981年弗雷德霍伊尔发表的一篇文章中，详细叙述了他1956年同伽莫夫交谈时如何提到麦克凯勒计算结果的情景。霍伊尔是稳恒态假说的热烈支持者，他不相信曾经有过大爆炸，所以他当时认为不存在背景辐射。伽莫夫则认为应该存在温度比5k高许多的背景辐射。霍伊尔记得他向伽莫夫指出，麦克凯勒已经为任何这种背景辐射规定了3k的上限，因此伽莫夫错了。”虚妄说道。“所以，他们两人的想像力都未能跨出事后看来并非很大的一步，因而没有领悟到，背景辐射确实无处不在，不过它的温度低于伽莫夫的预计值。”五号说道。“但你不要忘记了，就在伽莫夫研究组1940年代发展他们的思想的同时，一组射电天文学家正在实际搜寻来自空间的低温辐射。罗伯特狄克和他的同事们使用一台由战时雷达技术演变而来的仪器，在微波频段研究天空，发现了温度低于20k，这是仪器规定的极限辐射的证据。他们的结果于1946年发表在杂志上，而在这同一卷上也发表了伽莫夫研究组关于核合成的第一篇论文。可是还要等待差不多20年才有人把它们联系起来。”虚妄提醒他们道。“但是到了1960年代初，几个研究组，包括发达国家的科学家们，已经开始考虑如何探测大爆炸的残留辐射。伽莫夫小组的先驱工作基本上被人们忘记了，而每个组都重新看到了可能性。在普林斯顿大学，一位年轻的科学家皮布尔斯不知情地重复阿尔菲和赫尔曼做过的计算，认识到宇宙应该充满温度为开氏几度的背景辐射之海。他在这项工作中的导师狄克，也忘记了他自己在1940年代的开创性成果，却指定另两位研究者罗尔和威尔金森建造一具小射电望远镜来搜寻这一辐射。”“五号说道。”“这不是闹乌龙吗”“”第六百二十六章 辐射背景“你们难道没有听说过，一心研究的科学家吗转机就在，1965年的时候，就在他们一切准备就绪时，狄克接到阿尔诺彭齐亚斯从30英里外的新泽西州霍姆代尔的贝尔研究实验室打来的电话。彭齐亚斯与他的同事罗伯特威尔逊，当时正在准备将一台本来是为回声通讯卫星设计的20英尺喇叭天线用于射电天文观测。他们发现了一个顽固的干扰源，均匀来自整个天空的微波射电噪声。他们想问问狄克及其同事们对这种噪声可能是什么有何见解。”虚妄说道。“那个就是背景辐射对不对，他们理论和观测终于走到一起了。两个两人小组立即联合攻关。普林斯顿小组很快证实了这些观测结果。两个小组的论文同时刊登在上。在随后20年左右时间里，越来越多的观测，使用各种不同的仪器，在很多波段上，都证明了背景辐射的存在，将温度定格在27k，并且证明它是完美的黑体辐射。”五号说道。“所以，彭齐亚斯和威尔逊因这一偶然发现于1978年获诺贝尔奖。”虚妄说道。“也就是说，正是背景辐射的发现和解释，才使大多数天文学家承认确实曾经发生过大爆炸，它也使宇宙学成了一门兴旺的学科。”四号说道。“可以这么说，不过在1980年代前，仍有一个与背景辐射有关的问题令人困惑。”五号说道。“是什么”楚云问道。“你们要知道，从太空所有方向来的辐射具有完全相同的温度，这太平滑和完美了。现在已经得到可靠证明的大爆炸理论认为，从宇宙诞生大约30万年后的时刻以来，这一辐射应该没有发生过变化。而宇宙诞生30万年后，整个宇宙冷却到温度约6000k，这大致是今天太阳表面的温度。在那个温度下，个别电子和核子能够结合形成稳定的原子，而原子没有任何净电荷。”虚妄解释道。“为什么会这样”四号问道。“因为原子是电中性的，它们不能与电磁波强烈相互作用，所以从那时以来背景辐射没有受到干扰。”虚妄说道。“如果宇宙像背景辐射平滑性暗示的那样，在它诞生30万年后是完全平滑的话，那么星系、恒星和人类这样的事物是从哪里来的呢”李思特问道。“你们要知道，我们要能存在，则宇宙在进入30万岁之前，一定已经含有一些不规则性，太空中的气体云，它们在自身重力作用下应该很快聚集、坍缩而形成星系和恒星。理论上称，这些不规则性存在的结果，是背景辐射中应该有涟漪，也就是仪器指向天空不同部位时，温度应该有细微差异。预言的差异非常小，只能从高出地球大气干扰的太空进行测量。”虚妄说道。“直到，1992年4月，鹰国宇航局宣布be卫星发现了涟漪，大小正好与标准大爆炸模型预言的准确符合。这个发现被欢呼为大爆炸理论的最后胜利，它证实宇宙真正是在一个确定的时刻、在一个热辐射火球中起源的。因此，宇宙诞生方式的一个结果，是它今天充满了微波辐射，恰如微波炉中的微波，不过它的烹调温度相当低，比270c还要低一点。其实你并不需要用射电望远镜探测它。”五号说道。“