《少年科学画报》
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最古老的光
2013-06-26 16:41:00
大爆炸理论
宇宙是如何起源的？这是一个人们感兴趣并不懈探索的问题。历史上曾经出现各种各样的神话传说以及宇宙模型的科学理论，但从20世纪以来，随着人们在对宇宙的观测中取得了越来越多的重大发现，科学家在这个问题上都普遍更青睐于其中的一个宇宙模型理论——大爆炸理论。
1929年，哈勃用望远镜观测星系时发现，不管往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去，换言之，宇宙正在不断膨胀。哈勃就此总结出了著名的哈勃定律：星系的退行速度与它的距离成正比。按照这个定律，我们似乎可以找到很久很久以前的某一时刻，这些星系刚好紧密集中在同一地方——宇宙的中心，然后宇宙“大爆炸”了，再然后，所有的行星都急速远离中心而去，宇宙在不断膨胀。
大爆炸理论提出后的许多年来，随着科学技术和观察手段的进步，科学家们不断获得更佳的观测结果，从而不断修正和完善大爆炸理论。1964年，美国贝尔电话实验室的两位工程师彭齐亚斯和威尔逊在安装调试卫星天线的过程中，发现天空各个不同方向上都存在一种不变的微波辐射，这成为大爆炸理论强有力的证据。宇宙微波背景辐射被认为是“大爆炸”的“余烬”，就好比火焰熄灭之后尚存的丝丝热气，均匀地分布于整个宇宙空间。因为“大爆炸”之后的宇宙温度极高，随着宇宙膨胀，温度逐渐降低，宇宙微波背景辐射正是在此期间产生的。
“普朗克”的成果2009年5月，欧洲航天局发射了两颗科学探测卫星“赫歇尔”和“普朗克”，其中的“普朗克”号主要用于对宇宙微波背景辐射进行观测。2010年7月7日，欧洲航天局公布了“普朗克”号上的太空望远镜拍摄的整个宇宙的全景图，这是首张宇宙全景图，展现了宇宙中诞生之初产生的所有微波，也就是“最古老的光”。
宇宙微波背景辐射遍布于整个宇宙，但在银河系释放的辐射物的映衬下，其大部分都在这张照片中“隐身”了。若要将微波背景辐射作为一个整体显示出来，欧洲航天局技术人员必须利用数字技术将银河系的辐射从最终数据中移除。2013年3月21日，这项工作完成，我们看到了迄今为止最精确的微波背景图，它几近完美地验证了大爆炸理论。
除此之外，这幅图也反映出一些与现有的大爆炸理论不同的地方，进一步对该理论进行修正。比如科学家们对宇宙的组成部分有了新的认识，宇宙中普通物质和暗物质的比例高于此前假设，而暗能量这股被认为是导致宇宙加速膨胀的神秘力量则比想象中少，占不到70％。
反映宇宙膨胀率的哈勃常数也从74.3被修正至67.15公里/（秒·百万秒差距），即一个星系与地球的距离每增加一百万秒差距（一秒差距约为3．26光年），其远离地球的速度每秒就增加67.15公里。而哈勃常数与宇宙的年龄反相关，哈勃常数数值的减小，意味着宇宙的年龄从137.4亿年修正为138.2亿年。
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