宇宙是怎样产生的

浩渺无边的宇宙充满了无限神秘。宇宙究竟是怎样产生的呢？这个问题一直萦绕在科学家的脑海中。为了解开宇宙起源的奥秘，科学家们从未曾停止过探索的脚步。

美籍俄国科学家伽莫夫于20世纪中叶提出了“宇宙大爆炸”学说。他为什么会有如此的“奇思异想”呢？这得从1929年说起，美国天文学家哈勃在一次研究中偶然发现，河外星系中的绝大多数星系都会逐渐远离地球所在的银河系。由此可以进一步推断，宇宙正在发生变化，它在逐渐膨胀，宇宙间的各星系彼此之间已越来越远。伽莫夫由此逆向推理，得出这样一个结论：如果时间倒流，那么在某个很早的时间，这些星系有可能是“挤成一团”的状态。然而，这些挤成一团的物质怎么会演变成许多“碎片”呢？最合理的解释就是宇宙曾经发生过大爆炸。

1948年4月，伽莫夫与天体物理学家阿尔弗、贝特共同撰写了一篇关于宇宙起源的文章，并刊登在美国《物理评论》杂志上。文章说，在200亿年前，“我们的宇宙”的空间极其微小，其中所有的物质都紧紧地挤在“宇宙蛋”或“原始火球”内，其温度高逾1012℃。突然有一天，这个“原始火球”发生了大爆炸。一个新的宇宙就从这一刻起开始孕育。在大爆炸后的10-43秒内，宇宙温度有1012℃。这个时候的宇宙中还没有太阳、地球和月亮等天体，只有高能量的粒子，但宇宙这种状态存在的时间连1秒钟都不到。爆炸之后的宇宙，其温度开始骤然下降。当温度下降到大约100亿℃时，宇宙演化就进入了另一个阶段。随着温度的继续降低，开始出现了原子、分子。之后这些原子、分子又演化成气体云。行星、恒星等多种天体都是气体云长期演化的产物。直到51亿年前，太阳系才真正形成了。

伽莫夫的这篇文章一经发表，就极大程度地影响了科学界，成为现代宇宙学中的经典文献之一，并引起了世界性的轰动。所以后来人们就把最初那次爆炸性的宇宙开端称为“大爆炸”。

伽莫夫还预言，宇宙大爆炸后随之而来的反应使宇宙存在一种微波辐射。在这个过程中，辐射的波长逐渐地由短到长，强度也由强变弱，直到变成微波辐射。据专家估计，目前这种辐射的强度相当于5开（开尔文的简称。1开是水的三相点热力学温度的1/273.16）左右的温度。

世界各地的科学家们为了证实伽莫夫的预言，开始在茫茫宇宙中探寻大爆炸的遗迹。射电天文学家们还运用雷达技术探测来自宇宙的这种微波辐射，但是仍没有获得实质性的进展。直到1965年，“宇宙大爆炸的余烬”终于被美国的彭齐亚斯和威尔逊这两位工程师发现了。

彭齐亚斯和威尔逊刚开始时是在研究如何改进人造卫星通讯。为了避免干扰卫星通讯的一切因素，特别是无线电噪声源，他们架起了一个喇叭形的高灵敏度的定向接收天线系统。在一一估计了所有噪声源之后，他们意外地发现一个相当于3.5开的噪声温度。他们无法消除这种噪声，更难以解释这种噪声的来源。更令他们困惑的是，噪声的变化没有方向性，也没有周期性，它并不随季节交替而变化。这就说明它与太阳毫无关系。两位工程师百思不得其解，把天线拆装了好几遍，却依然能够接收到那种奇怪的噪声。

噪声引起了彭齐亚斯和威尔逊的兴趣。他们反复实验，最后得出一个结论：这种噪声在微波波段，其实际有效温度为3.5开。有一点可以肯定，这种噪声绝不是来自人造卫星。正在这时，美国普林斯顿大学的一篇论文引起了彭齐亚斯的注意。文中提到，在我们的太空中充满了早期宇宙大爆炸后的残余辐射，即宇宙背景辐射。这种辐射大约在3厘米波长处会产生微波噪声，其温度相当于10开。

彭齐亚斯看过这篇论文后，立刻与负责该论文研究课题的迪克教授通了电话。迪克马上意识到彭齐亚斯的发现可能正是自己长期以来想要探求的结果。

迪克的研究小组在半年之后使用了更先进的仪器，开始在3.2厘米波长段上观测宇宙微波背景辐射，并很快取得了进展。目前，科学家们已成功地测算出宇宙微波背景辐射的实际辐射温度是2.73开。大多数科学家们认为，当年宇宙大爆炸的“余烬”就是彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射。这一极具科学价值的意外发现被天文学界命名为“3开宇宙微波背景辐射”。“3开宇宙微波背景辐射”的发现被科学界列为20世纪60年代天文学的四大发现之一。1978年，彭齐亚斯和威尔逊这两位工程师也因此而获得了诺贝尔物理学奖。