鸽子粪发现诺贝尔奖?无线电工程师的歪打正着

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众所周知,科研人员在进行某项研究时,肯定都有极其周密的研究计划,详细的研究步骤,大概的项目进度时间,不会随心所欲,盲目开始。但,恰恰一些突破性的成功,却来自于一些不经意的发现。1978年的诺贝尔物理学奖,其中两位获奖者就可以说,幸运之极,歪打正着。

鸽子粪发现诺贝尔奖?无线电工程师的歪打正着

1940年,乔治·伽莫夫(George Gamow)提出宇宙大爆炸理论。但这一理论已经提出,却饱受质疑。英国著名的天体物理学家弗雷德·霍伊尔,甚至在国际上多次宣传这个理论的荒谬之处,毫无任何证据可以证明

伽莫夫的这一个猜测,吸引了无数科学家为之寻找。然而,许多致力于研究宇宙起源的研究人员,用了数十年的时间,都没有找到大爆炸的证据。但是,戏剧性的一幕出现了:1964年,彭齐亚斯和威尔逊却意外发现了这一切。

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根据伽莫夫的宇宙大爆炸理论:爆炸后,宇宙开始不断膨胀。与此同时,温度也降低。当温度达到一定范围时,光子不再受到束缚,可以自由行动。

因此,伴随着宇宙的膨胀,可见光的部分光子,会逐步失去能量,变成红外光子。当红外光子继续失去能量,就会变成微波波段——这就是光子现在的情况。科学家把它们称作:宇宙微波背景(背景指的是早期宇宙残存的印记)。

大爆炸理论,预言了宇宙微波背景,因此,能否寻找到宇宙微波背景的存在,就成了这一理论是否成立的关键。即便,伽莫夫经过周密的理论计算,推演出这一存在的温度为3-5K。但科学家们依旧没有发现,大爆炸理论的证据依旧存在于理论中。

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1960年,彭齐亚斯和威尔逊工作于美国的贝尔实验室工作。他们二人负责的工作是无线电通信。小编感觉,这份工作和宇宙学,不能说有任何关联,甚至可以说八竿子打不着。

当时,公司的实验设备是一台安装在新泽西州霍姆德的喇叭天线。据说,这是台极其灵敏的设备。公司最开始,用这台设备接收回声1号卫星反射的无线电信号。

直到3年后,这台设备又被用于接收世界上第一个投入使用的通信卫星“电视星”的无线电信号。因为信号异常微弱,因此他们想尽办法消除所有的干扰,确保接收工作的正常进行。

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但即便如此,二人想尽办法去除所有噪声,却依旧可以发出一种奇怪的嗡嗡干扰声。这种干扰声全天候、来自天空中的各个方向。

于是,他们对设备进行了一系列检查。结果发现,鸽子在天线中筑巢,于是二人便让工人赶走了鸽子,同时还清理了鸽子粪便(彭齐亚斯认为,可能是鸽子粪便对信号产生的干扰)。

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时间来到了1964年。在进行各种检查后,排除各种干扰后,残留的噪声依然存在。于是,二人确认:这种噪声不是来自地球、太阳。它们很有可能来自我们的星系之外。

这时候,普林斯顿大学的天体物理学家罗伯特·迪克、皮布尔斯和大卫·威尔金森,三人正在寻找一种探测宇宙大爆炸的残存辐射的方法。因为,没有观测设备,迪克等人要先建设探测器,才能进行实验。

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彭齐亚斯在一次大学的讲座中,提到了自己的发现。正在现场听讲座的迪克突然意识到,彭齐亚斯和威尔逊探测到的辐射与自己的理论的预测完全吻合。于是,迪克前往了设备所在地,亲自确认了这个噪声就是宇宙微波背景。

1965年7月,彭齐亚斯和威尔逊在美国的《天体物理学报》(Astrophysical Journal)上公布了他们的发现,迪克的团队也在同一期杂志上发表论文解释了这个发现的意义。

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宇宙微波背景的发现,可以说是20世纪人类最重要的天文发现之一,也是宇宙学发展中一个具有里程碑意义的事件。

它的发现,开启了宇宙学的全新时代。此前,宇宙学的研究更多的是理论。而此后,宇宙学正式开始进行最直接的观测。

1978年,诺贝尔物理学奖授予三位物理学家。其中,彭齐亚斯和威尔逊因为“发现宇宙微波背景辐射”分享了一半的奖金!

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在接下来,宇宙微波背景作为宇宙学研究的最热门的领域。目前,NASA已经发射了COBE卫星、WMAP微波探测器;欧空局也向太空发射了普朗克卫星。2010年,NASA公布:宇宙微波背景温度,最新的测量值为2.7K。

宇宙微波背景,看起来似乎离我们生活中很远。但事实上,宇宙微波北京无处不在。小编相信,很多朋友对小时候家中老电视机的雪花印象颇深。

事实上,这些雪花是因为电视机接收的噪声和环境中的电磁辐射造成的。但,科学家表示:其中有1%的干扰,就来源于宇宙微波背景!

鸽子粪发现诺贝尔奖?无线电工程师的歪打正着

一次歪打正着的分析,让彭齐亚斯和威尔逊获得了诺贝尔奖,也让我们知道电视机中藏着宇宙的秘密!看来,或许科学就是这样,时刻做好准备,柳暗花明的惊喜便会不期而至。


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页面更新:2024-04-20

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