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第三章 膨胀的宇宙(5 / 10)

向上完全相同。在不同方向之间必须有些小变化。1992年宇宙背景探险者,或称为COBE,首次把它们检测到,其幅度大约为10万分之1。尽管这些变化很小,正如们将在第八章解释,但它们非常重要。

大约同时,在附近普林斯顿两位美国物理学家,罗伯特·狄克和詹姆士·皮帕尔斯也对微波感兴趣。他们正在研究乔治·伽莫夫(曾为亚历山大·弗利德曼学生)个见解:早期宇宙必须是非常密集、白热。狄克和皮帕尔斯认为,们仍然能看到早期宇宙白热,这是因为光是从它非常远部分来,刚好现在才到达们这儿。然而,宇宙膨胀使得这光被如此厉害地红移,以至于现在只能作为微波辐射被们所看到。正当狄克和皮帕尔斯准备寻找这辐射时,彭齐亚斯和威尔逊听到他们所进行工作,并意识到,自己已经找到它。为此,彭齐亚斯和威尔逊被授予1978年诺贝尔奖(狄克和皮帕尔斯看来有点难过,更别提伽莫夫!)

现在初看起来,关于宇宙在任何方向看起来都所有证据似乎暗示,们在宇宙位置有点特殊。特别是,如果们看到所有其他星系都远离们而去,那似乎们必须在宇宙中心。然而,还存在另外解释:从任何其他星系上看宇宙,在任何方向上也都样。们知道,这正是弗利德曼第二个假设。们没有任何科学证据去相信或反驳这个假设。们之所以相信它只是基于谦虚:因为如果宇宙只是在们这儿看起来各向同性,而在宇宙其他地方并非如此,则是非常奇异!在弗利德曼模型中,所有星系都直接相互离开。这种情形很像个画上好多斑点气球被逐渐吹胀。当气球膨胀时,任何两个斑点之间距离加大,但是没有个斑点可认为是膨胀中心。并且斑点相离得越远,则它们互相离开得越快。类似地,在弗利德曼模型中,任何两个星系互相离开速度和它们之间距离成正比。所以它预言,星系红移应与离开距离成正比,这正是哈勃所发现。尽管他模型成功以及预言哈勃观测,但是直到1935年,为响应哈勃宇宙均匀膨胀发现,美国物理学家哈瓦·罗伯逊和英国数学家阿瑟·瓦尔克提出类似模型后,弗利德曼工作在西方才被普遍知道。

虽然弗利德曼只找到个模型,其实满足他两个基本假设共有三种模型。在第种模型(即弗利德曼找到)中,宇宙膨胀得足够慢,以至于在不同星系之间引力使膨胀变慢下来,并最终使之停止。然后星系开始相互靠近,宇宙开始收缩。图3.2表示随时间增加

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