宇宙荡夫 宇宙膨胀背后的故事：宇宙大爆炸的余波
|程娥
也是在1948年，刚从美国海军退役的马里兰大学青年教师韦伯找到了伽莫夫，介绍自己是微波技术专家，并询问是否有适合他攻读物理学博士的学科。加莫夫不假思索地回答:“没有。”韦伯别无选择，只能转向引力波探测领域。
伽莫夫自己可能也不知道。他的两个弟子阿尔夫和赫尔曼计算出，今天背景中大爆炸后的宇宙应该有5度左右的绝对温度，然后他们就找微波专家咨询观测大爆炸遗迹的可能性。
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二战后，有不少像韦伯这样的无线电专家，其中一些还是相当资深的物理学家。战争期间，原子弹之外的物理学家最突出的贡献大概是在雷达和通信技术方面。战争结束后，这些人才回到大学实验室，利用他们在战争中开发或学习的技术，以各种方式打开科学研究的边界。
20世纪50年代初，英国和澳大利亚的天文学家注意到他们的无线电天线可以接收一些来自外部的无线电波。古尔德和霍伊尔第一个意识到这些波来自银河系之外，可能非常遥远。因为我们用光学望远镜看不到这些无线电波的来源，我们不知道它们是来自恒星还是星系，所以我们暂时称它们为类星体。)
类星体的艺术想象。
后来在1963年，桑达奇等人在帕洛马山上花了很大力气，用海尔望远镜看到了一个与类星体重合的光源，并捕捉到了光谱。果然，这个光谱红移得更加夸张，显示光源的速度达到了每秒47000公里。这时，我们就不能再用现有的“宇宙距离阶梯”来测量它的距离了。我们只能用哈勃定律从速度上推回它的距离，这个距离大约有几亿光年，比胡马森见过的最远的星系远很多倍。
无线电和可见光一样，都是电磁波，只是频段不同。可见光在宇宙中旅行空时会被各种星系和尘埃吸收和散射，造成相当大的损失。另一方面，无线电信号在宇宙中几乎不受阻碍。因此，即使从很远的无线电，也能在地球上接收到。于是，“射电天文学”诞生了。
类星体的发现给霍伊尔等人的“稳态”宇宙带来了难题，他们的理论本质在于“稳定性”:宇宙是不变的，不像大爆炸理论那样有一个起点，并随之演化。
当我们观察恒星空和宇宙时，距离也是时间序列。因为光的传播速度虽然很快，达到每秒30万公里，但并不是无限的。遥远的光到达我们这里需要一些时间。来自数亿光年之外的信号需要数亿年才能到达。也就是说，我们今天看到的类星体实际上存在于数亿年前。
那些上亿年前的类星体，与我们附近更“现代”的星系明显不同:类星体发出强烈的无线电波，而对应的可见光却很弱；熟悉的星云和星系正好相反。这不符合稳态模型中宇宙处处总是相同的描述。更让霍伊尔困扰的是，下面的观测还表明类星体的分布随距离而变化:距离越远，类星体越多，密度越高。
大爆炸理论在这里很方便。大爆炸后，宇宙随着时间的推移而演变。亿万年前的宇宙和今天的宇宙大不相同。当时宇宙温度很高，今天常见的星系和恒星还没有形成。类星体可能是大型星系诞生之前或诞生之初的搅动。大量基本粒子在巨大黑洞周围高速运动和碰撞，发出强烈的无线电波。因为恒星还没有大量形成，所以可见光相对较弱。
类星体离得越远，密度就越高这是大爆炸的自然结果:宇宙膨胀得越早，密度就越高，膨胀后，密度就会降低——也就是说，膨胀后的空空间中没有像霍伊尔想象的那样“打开”的新物质填充。
类星体的发现不仅再次拓展了人类对宇宙认知的视界，也揭示了天之外还有一个世界，使得大爆炸理论在与稳态模型的相持中首次占据上风。不久，更有力的证据出现了。
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