1-4 宇宙的形成與演變

4. >   1-4.3 大霹靂

如果宇宙持續在膨脹,那過去的宇宙是不是比現在小?如果把時間一直往前推,宇宙誕生時的模樣,是不是所有物質和能量都擠在一個起始點。當這個小點開始向外膨脹,所有的物質與能量都往四面八方散開,形成了今天的宇宙,這就是「大霹靂」的假設。

在這樣的假設下,宇宙誕生瞬間原本聚集在一起的能量,必然存在極高的溫度。當宇宙漸漸膨脹,這些能量分散到越來越大的宇宙空間,溫度也會慢慢下降。根據大霹靂的假設,當宇宙膨脹到今天這樣的大小時,我們應該還能夠從宇宙各個不同的方向,量測到一個極低的背景溫度。就在科學家們摩拳擦掌打算出手量測這個宇宙背景溫度的時候,量測結果很意外地被人提早一步給量測出來了。

測量宇宙中天體溫度的方式,是以分析不同波長電磁波能量的分布來推算(我們在後面章節會遇到)。由於預期宇宙背景溫度相當低,能量分布應該是在波長很長的微波波段被觀察到。當時兩位長年從事無線電通訊的貝爾電話公司技術員,潘奇亞斯和威爾遜,他們發現來自天空的微波訊號中,不論任何角度或任何時間,都不停傳來微小的「雜訊」(圖1-33)。將這個雜訊的能量分布進行分析,相當於物體在絕對溫度2.7度(2.7K,約為 -270.4℃)所產生的輻射能量分布。

圖1-33 潘奇亞斯和威爾遜與他們用來觀測微波訊號的號角型天線。(資料來源:維基百科

於是,能夠支持大霹靂假說的重要證據,宇宙微波背景輻射就這樣被發現了。

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