宇宙最深处,一窥微波的神秘
从牛顿和爱因斯坦身上,我学到了一个非常关键的准则:“要敢于推演!”具体地说,就是把你已知的物理定律,运用在无人涉足过的全新领域,看看是否能推断出什么有趣的结果,并可用观测来验证。牛顿把伽利略在地球上建立的运动定律运用在了月球及更远的物体上;弗里德曼则将爱因斯坦关于太阳系的引力和运动定律推演到了整个宇宙。这个准则是如此成功,你可能会认为它一定是科学界的“模因”(meme),像基因一样代代相传。你也可能会认为,1929年,当弗里德曼的宇宙膨胀理论终于被人们接受后,全世界的科学家一定争先恐后地展开系统性的研究,推演时间的开端。如果你真这么认为,那就大错特错了……不管我们科学家如何强调自己是真相的理性追随者,我们都难以克服人类的小缺点,比如偏见、同侪压力和从众心理。这些缺陷,远不是仅靠数学天赋就可以战胜的。
我认为,继弗里德曼之后的第二个宇宙学大师,依然是一个俄罗斯人——乔治·伽莫夫。他在列宁格勒时的博士生导师不是别人,正是亚历山大·弗里德曼。尽管弗里德曼只指导了伽莫夫两年就仙逝了,但他的勇气和智慧却被伽莫夫继承了下去。
宇宙“等离子屏幕”
由于宇宙正在膨胀,在过去它一定比现在更拥挤和稠密。然而,它一直以来都是在膨胀吗?也许并不是。弗里德曼的研究中包含一种可能性——宇宙可能曾经处在收缩的状态,收缩的速度越来越慢,朝我们飞来的物质缓缓地慢下来,停在那里,然后开始反弹,并加速远离我们。然而,这样的宇宙大反弹只会发生在物质密度远比今天小的情况下。于是,伽莫夫决定对另一种可能性进行系统探索。这种可能性更一般,也更彻底:
宇宙从一开始就在膨胀,从来没有收缩过。
伽莫夫在他1946年写的书中解释说,如果我们把宇宙想象成一部电影,当我们把它逆着时间往回放,会发现密度越来越大,大到简直没有极限。由于星系间的空间充满了氢气,随着我们逆着时间往回放,这些气体会被压缩得越来越厉害,也越来越热。这就好像,如果你加热一块冰块,它会融化。继续加热融化后的冰水,它会蒸发变成气体——水蒸气。与之类似,如果你不停地加热氢气,它会变成第四种状态——等离子体。为什么会这样呢?这是因为,氢原子的结构很简单,只是一个电子围绕着一个质子旋转,氢气就是这样一堆原子相互撞来撞去的结果。如果温度足够高,撞击会变得极其猛烈,以至于原子都被撞碎了,电子和质子分道扬镳、各走各路——氢等离子体就是一锅由自由电子和质子熬成的粥。
也就是说,伽莫夫认为,我们的宇宙起源于一场极热的大爆炸,那时,等离子体曾充满了宇宙空间。更有趣的是,这个理论可以被检验——虽然冷氢气是透明无形的,但热氢等离子体却并不透明,而且能像太阳表面一样发出耀眼的光芒。这意味着,如果我们从空间的近处望向远处(见图2-3),我们首先会看到附近的成熟星系,接下来是越来越年轻的星系,然后是透明的氢气,再然后会遇到一堵看不穿的墙,由发光的氢等离子体构成。我们无法看透这堵墙,因为它是不透明的,就像一个宇宙检查员,阻挡我们窥伺之前发生的所有事情。此外,不管我们往哪个方向看,结果都一样,因为不管往哪个方向看,我们都是在望向过去的时间(见图2-4)。于是,我们看起来就像被一个巨大的等离子体球所包围着。
在1946年的书里,伽莫夫的大爆炸理论认为我们能够观察到这个等离子体球。他让他的学生拉尔夫·阿尔菲(Ralph Alpher)和罗伯特·赫尔曼(Robert Herman)进行更详细的计算。几年后,两人发表了一篇论文,认为这个等离子体球会闪耀着只比绝对零度高5度的温度。也就是说,它发出的不是可见光,而主要是微波。
然而,没有一个天文学家愿意帮两人在天空中搜寻这个宇宙微波背景辐射,结果,他们的成果也逐渐被人遗忘,就像弗里德曼的膨胀宇宙理论一样。
看见大爆炸的余晖
1964年,普林斯顿大学的一个研究团队发现,这种可观测的微波信号可能真的存在,于是计划对其展开观测和搜寻,但他们被别人抢先了一步。同年早些时候,阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)在位于美国新泽西州的贝尔实验室测试一个最先进的微波望远镜时,发现了一件奇怪的事——他们的望远镜探测到了一个无法解释的信号,并且,不管往哪个方向看,这个信号都几乎保持不变。怪哉!他们本来以为,只有当望远镜指向天空里某个特定的物体时,才会接收到信号,比如太阳或者发射着微波的卫星。结果,整个天空仿佛都在发光,闪耀的温度比绝对零度高3度——很接近伽莫夫的团队预测的5度。他们仔细检查了附近可能造成噪声的东西,甚至一度怀疑是几只在望远镜上做窝的鸽子拉的鸟屎在作怪。
不久前,我曾和彭齐亚斯一起吃午饭,他告诉我,他们把那几只可怜的鸽子装在木头盒子中,把它们远远地送到贝尔实验室的其他园区里,才放它们出来。不过,这些鸽子是信鸽……虽然他在书里只说,当信鸽飞回望远镜时,他们“清除”了它们,然而,在喝了点酒之后,彭齐亚斯向我坦承了一个悲伤的事实——他们使用了猎枪……鸽子是走了,神秘的信号却依然还在——原来,他们发现的是宇宙微波背景辐射,也就是宇宙大爆炸的余晖。
彭齐亚斯和威尔逊的发现引起了轰动,并因此共同获得了1978年的诺贝尔物理学奖。从伽莫夫和他学生的计算中,可以得出,图2-4中那个等离子体球应该如太阳表面的一半那么热。由于它的热辐射在空间中穿行了140亿年才到达我们,随着空间膨胀了几千倍,它也被冷却了几千倍,只剩下了比绝对零度高3度的余晖。也就是说,我们的整个宇宙曾经和恒星一样炙热。伽莫夫的热大爆炸理论经受住了检验,被证明是正确的。
珍贵的宇宙“婴儿照”
现在,等离子体球已经被探测到了,科学家们开始你追我赶,看谁先拍下它的照片。由于各个方向的辐射温度相差无几,彭齐亚斯和威尔逊拍下的照片很像网上的搞笑图片“雾霾中的北京”——其实整张图片都是白色的。为了得到一张清晰的宇宙“婴儿照”,你需要把对比度调得非常大,以显示出处处细微的差别。这些差别必定会存在,因为如果在过去每个地方都完全相同,那物理定律会让这种相同保持到现在,绝不可能出现今天这个不均匀的、成块成簇的宇宙——有些地方有星系,有些地方空无一物。相反,宇宙会变成一片荒漠。
然而,事实证明,要拍摄宇宙的“婴儿照”实在太困难了,人们花了将近30年的时间才发展出足够的技术。为了抑制环境噪声,彭齐亚斯和威尔逊不得不使用液氦,将他们的探测器冷却到接近宇宙微波背景辐射的温度。然而,天空中不同地方的温度起伏非常细微,差别大约只有几十万分之一,因此,需要比彭齐亚斯和威尔逊当年的探测器灵敏10万倍,才能拍下宇宙的婴儿照。全球的实验室都在挑战这个领域,但都失败了。
有人说,这个任务根本毫无希望,但有些人却不肯放弃。1992年5月1日,在我的研究生读到一半时,初具规模的互联网上开始对一个传言议论纷纷——天体物理学家乔治·斯穆特(George Smoot)准备要公布一个迄今为止最野心勃勃的微波背景实验结果。他采用的是NASA的宇宙背景探测器——COBE卫星(Cosmic Background Explorer),从冰冷黑暗的太空中发回的数据。我的博士生导师乔·西尔克正好被安排去华盛顿主持斯穆特的演讲。在他飞去华盛顿之前,我问他这个发现有多大胜算。西尔克说,他认为他们并没有发现宇宙中的起伏,只是发现了来自银河系的射电噪声。
然而,斯穆特的演讲并不像许多人想象的那样虎头蛇尾。相反,他在科学界扔下了一颗炸弹,不仅改变了我的职业生涯,还改变了整个宇宙学领域——他的团队真的发现了那些起伏!霍金将其誉为:“如果算不上人类历史上最伟大的发现,那至少也是本世纪内最伟大的发现。”我们接下来将会看到,这些“婴儿照”拍下的是宇宙“只有”40万年历史时的样子。它包含着许多关键线索,让我们得以窥探宇宙的起源。
淘金热
现在,COBE卫星找到了金矿,立刻涌现了一个热潮——人们想从里面挖出更多金子。从图2-5中可以看到,COBE卫星拍下的天图十分模糊,因为低分辨率将小于7°的差别都抹掉了——你能很自然地想到,下一步工作应该是把镜头拉近,聚焦在天空中的一小块区域,用高分辨率和低噪声进行拍摄。下面我将解释,这样的高分辨率天图中暗藏着一些关键的宇宙学问题。
12岁时,我在斯德哥尔摩递送信件,赚到了人生第一部照相机。从那以后,我就很喜欢摄影。所以,给宇宙拍照这个想法,本能地吸引着我。我也很享受用计算机制图的过程,不管是为了我的高中校报《箭毒》(Curare),还是为我自己开发的计算机游戏FRAC——这是一个三维的俄罗斯方块游戏,从中我赚到了1991年环球旅行的旅费。所以,当许多实验物理学家邀请我和他们组成团队,帮他们将数据转换成天图时,我感到由衷的幸运。
我交到的第一个好运,就是认识了普林斯顿大学的年轻教授——莱曼·佩奇(Lyman Page)。我喜欢他孩子气的顽皮微笑。在他的一次会议演讲后,我鼓起勇气去询问他是否有合作的机会。当他告诉我,他在上研究生之前花了很多年在大西洋上航海之后,我更加欣赏他了。后来,佩奇委托我对一个微波望远镜得到的数据进行计算。这个望远镜位于加拿大小城萨斯卡通(Sasktoon)。在那里,他和他的团队花了三年时间,用这个望远镜扫描北极上空的一小片天域。
把这些数据转化为图像是相当困难的事情。因为单凭数据无法组成天空的图片,它们只是装满数字的表格,代表着用各种复杂的方法对天区进行加减后测出的伏特数。同时,我也觉得非常兴奋,因为它需要我在信息论和数字计算上付出极大的努力。在慕尼黑的博士后办公室里,我度过了许多个用麦片来保持精力的夜晚。
终于,我按时完成了图2-5中的那个萨斯卡通天图。于是,我被邀请到法国阿尔卑斯山参加一个大型宇宙学会议,并在会议上演讲。
到今天为止,我曾在几百个会议上演讲过,但只有少数几个会议的经历独立于记忆的流逝之外,就像被赋予了魔法一样历久弥新,每次想起来都会让我忍不住微笑。阿尔卑斯山的这次会议,就是其中之一。走上演讲台时,我的心简直跳到了嗓子眼儿。我环视了一周,发现礼堂里挤满了人,他们中许多人的研究,我都读过,但大多数人并不知道我是谁。他们来这里开会的主要目的是滑雪,而不是听我这样的新手演讲。但是,我不仅仅感到心跳得厉害,还感受到了房间里涟漪般涌动的能量。人们为宇宙微波背景辐射的新进展而兴奋,我也为自己能参与其中一小部分工作而感到荣幸。那是在1996年——现在想起来简直像寒武纪一样久远,那时候,人们演讲用的幻灯片都是透明的塑料片,而我手中正好握着一张塑料片王牌——萨斯卡通天图的幻灯片(和图2-5中的一样)。它相当于把COBE卫星的图片拉近了仔细观察。我感到房间里流动着一股兴奋的情绪。在茶歇时,一堆人挤在高射投影仪旁边,只为再看一眼那张图片和提问题。宇宙微波背景辐射学的奠基人之一迪克·邦德(Dick Bond)走过来,微笑着对我说:“我简直不敢相信,佩奇竟然把数据给你了!”
我意识到,宇宙学进入了一个黄金时代。新的发现吸引了无数新人和新资金进入这个领域,又再一次促成了新发现的涌现,构成了一个良性循环。会议结束后的一个月,也就是1996年4月,两颗新卫星的基金通过了批准,它们的分辨率和灵敏度都远远大于COBE卫星。其中一个是NASA的WMAP探测任务,是由莱曼·佩奇带头的严谨团队。还有一个是欧洲的项目——普朗克卫星,我为它的基金申请工作做了计算和预测,这让我非常开心。由于空间任务通常需要花很多年来做计划,于是,为了抢在WMAP探测器和普朗克卫星之前出成果,全球各地的小团队都在你追我赶,企图在它们发射之前摘些酸果子。结果,萨斯卡通项目抢到了第一个风头,由此开启了我参与的一系列好玩项目。
接下来,我和许多实验物理学家一起工作。这些实验的名字都稀奇古怪,比如HACME、QMAP、特纳里夫岛(Tenerife)、POLAR、PIQ和飞去来器(Boomerang)。我同他们合作,利用他们的数据来制作宇宙“婴儿照”,并探索其中关于宇宙的秘密。我最基本的游戏规则是担任理论与实验的中间人——我感到,宇宙学正从一个极度缺乏数据的领域,转变成一个拥有超多数据的领域,这些数据多到让人无所适从,所以我决定开发一个工具来充分处理这种数据“雪崩”。具体地说,我的战略是运用一种叫信息论的数学方法,在一个给定的数据集中搜寻与宇宙相关的信息。通常,几兆字节(MB)、几吉字节(GB),甚至几太字节(TB)的信息中,只有非常稀少的几个比特是关于宇宙的信息。它们以十分复杂的方式深深隐藏在纷繁杂乱、数据庞大的噪声中,这些噪声来自探测器的电子设备、大气辐射、银河辐射等各种各样的源头。当时,有一个完美的数学方法可以完成这项大海捞针的任务,但在实践中做起来太复杂,需要计算机进行几百万年的运算。而我发表的几个数据分析方法虽然并不完美,但提取信息的速度足够快,适用于实践。
我喜欢宇宙微波背景辐射的原因有很多。比如,它促成了我的第一段婚姻,让我拥有了两个可爱的儿子,菲利普和亚历山大。我和我的前妻安赫丽卡·科斯塔(Angélica de Oliveira Costa)走到一起,正是因为她从巴西来到加州大学伯克利分校读乔治·斯穆特的研究生。我们的合作亲密无间,不仅限于给孩子换尿布,还包括我前面提到过的许多数据分析项目。其中一个项目是QMAP,它是一个望远镜,装在一个高空气球上,由莱曼·佩奇和马克·德夫林(Mark Devlin)等人放飞到高空,以避免受到地球大气层的微波噪声干扰。
不好了!1998年5月1日凌晨2点,一切看起来都糟透了。还有7个小时,我们的飞机就要飞往芝加哥,我将在那里的一场宇宙学会议上演讲,公布QMAP项目的最新结论。但此时此刻,我和安赫丽卡却在普林斯顿高等研究院的办公室里焦虑不已。宇宙微波背景辐射实验容不下一点错误,也不能忽视任何重要的东西。在科学界,可信度的关键要素是被另一个独立的实验所验证。
但由于人们聚焦的天区不同,采用的分辨率也不同,所以根本不可能通过比较两个实验的结论来验证它们是否相符。然而,萨斯卡通和QMAP的天图在一处香蕉形状的天区正好产生了重叠(见图2-5)。我和安赫丽卡灰心丧气地盯着计算机屏幕,感到心沉到了谷底——萨斯卡通和QMAP重叠的那部分天图并排显示在屏幕上,而它们俩根本没有一点相似之处!我们眯着眼睛仔细看,企图把这些差异想象成设备的噪声。但这只是美好的幻想。我们所有的努力都表明,这两张天图中至少有一张是完全错误的。我怎能拿这个结论去演讲呢?这不仅是对我们自己,也是对所有建造和运行实验的科学家们的羞辱。
安赫丽卡全神贯注地凝视着我们的计算机程序,突然间,她发现了一个可疑的负号,大概会使QMAP天图呈颠倒状。我们修正了这个负号,重新运行代码。面对计算机屏幕上的结果,我俩面面相觑,大气都不敢喘——两幅天图几乎完全一样!成败在此一举!接下来,我们睡了短短的几个小时,就飞往了芝加哥。把租来的车停好后,我几乎全靠肾上腺素驱动,一路小跑到费米实验室礼堂。时间不早不晚,刚好轮到我演讲。我实在太兴奋了,根本没注意到自己已经违章停车。直到晚上,我发现我的车离奇地失踪了。
“你把车停哪儿了?”保安问。
“哦,就停在外面啊,在消防栓的正前方。”我回答道,突然脑袋里“咣”的一声,一天内第二次恍然大悟——车被交警拖走了。
宇宙的“沙滩球”
宇宙微波背景辐射引起的淘金热,持续了好几年。这期间,有20多个不同的实验室在你追我赶——我会告诉你一些相关故事。然后,终于轮到WMAP探测器粉墨登场了。2003年3月11日下午2点,房间里挤满了人。我们都挤过来看NASA电视台,因为WMAP项目团队将要公布他们的结果。地面实验和气球实验都只能绘制一部分天区的图像,但WMAP探测器却能像COBE卫星一样,用它超高的分辨率和灵敏度描绘整个天空。我的感觉就像小时候过圣诞节,圣诞老人最后终于出现了——唯一不同的是,圣诞节只需等上几个月,而为这一天,我已经等了好几年。事实证明,等待是值得的——WMAP项目团队公布的图片令人震惊。他们废寝忘食地工作,从申请经费到建设、发射、数据分析和得出结论,只用了不到6年的时间,比COBE卫星快3倍。实际上,为了保持进度,WMAP项目的带头人查克·班尼特(Chuck Bennett)几乎害死了自己——该项目的重要贡献者大卫·斯伯格尔(David Spergel)告诉我,在卫星发射后,班尼特的身体崩溃了,不得不住了三个星期的医院。
此外,WMAP项目团队还在网上公开了所有数据,这样,全世界的宇宙学家都可以尝试自己分析。对我这样的宇宙学家来说,现在终于轮到我们来废寝忘食地疯狂工作了,而他们总算可以高枕无忧地睡大觉。他们的观测结果很出色,但受到了银河系射电噪声的污染。你可以从图2-5中的COBE天图里看到,天图中央有一条水平的条带。对于此,有一个坏消息和一个好消息。坏消息是,来自银河系和其他星系的微波污染遍布整个天空,几乎无处不在,尽管程度很低,而且不容易看到;好消息是,这些污染的颜色与我们想要的信号不同(颜色取决于频率),而WMAP探测器采用了5个不同的频率。用这些信息,WMAP项目团队可以清除污染,而我兴奋地发现了一个更好的方法可以完成此事。
我的方法基于信息论,由此得到了一张更清晰、分辨率更高的照片(见图2-5右下)。我和安赫丽卡以及我们的老朋友安德鲁·汉密尔顿(Andrew Hamilton)一起工作了一个月,终于提交了一篇论文,之后我的生活才慢慢重回正轨。图2-4里有一个球形的微波背景图像,类似的图像也出现在本书的封面上。制作这种图的过程非常好玩,给我带来了很多快乐。WMAP项目的团队也很喜欢干这件事,他们甚至做了一个自己的版本,并把它印在一个塑料沙滩球上。这个球现在还在我的办公室里,让整个屋子蓬荜生辉。我把它称为“我的宇宙”,因为它是一个象征、一个符号,将我们目之所及的万事万物都被囊括在内。
邪恶轴心,天图的神秘队列
接下来,让我们来仔细看看宇宙微波背景中的那些星罗棋布的斑点。从这些斑点的大小,我们能解答许多关于宇宙的秘密。我们知道,声音和颜色都可以被分解成不同频率的组合。与之类似,我们也可以把二维的宇宙微波背景辐射图分解成若干个组分(见图2-6),它们有一个古怪的名字,叫多极矩(multipoles)。本质上来说,这些多极矩天图包含着大小不一的斑块。然而,从COBE卫星开始,人们就注意到了一件可疑的事情——第二个多极矩,也就是四极矩天图中,最大的几个斑块比预计的弱很多。然而当时没人能作出一张四极矩天图,来看看究竟发生了什么,因为这需要一张全天图,但银河系的微波干扰对一些天区造成了不可修复的污染。
现在,有了WMAP探测器的结果,我们终于获得了清晰的天图,看起来可以拿来一用。那是一个深夜,在我们提交天图论文之前不久,安赫丽卡和孩子们都已经睡了,我也正准备上床。但我实在太好奇了,很想看看那讨厌的四极矩会变成什么样,所以我决定写一个计算机程序,生成一张图片来看看。当图片从计算机屏幕上蹦出来时(见图2-6左图),我顿时被迷住了——它不仅比预想的更弱(较冷和较热区域之间的温度起伏几乎接近零),并且沿着一条有方向的一维条带分布,而不是理论预测的随机分布,所以看起来十分有趣。
我当时已经困得要死,但为了奖励自己深夜还在工作,我决定再调试一张新图片,于是我把2改为3,得到了一张第三极矩,也就是八极矩的图片。天呢!这究竟是什么?屏幕上出现的图片中,斑块的分布同样遵循一个一维的条带,方向与四极矩基本相符(见图2-6中图)。这可不是宇宙应该有的样子啊!和我们平时拍的照片不同,宇宙的照片不应该存在一个特殊的方向,比如“上”——它应该看起来很随机,不管你怎么旋转照片,看起来应该都一样。然而,我屏幕上的这张宇宙“婴儿照”却拥有斑马一样的条纹,排列在一个特别的方向上。我怀疑我写的代码有问题,于是又把3改成4,出现了第三张图(见图2-6右图),这次和预测的完全一样——斑点随机分布,没有特殊的方向。
安赫丽卡再次检查了数据,确认一切无误之后,我们把这个惊奇的发现写进了天图论文。令我惊讶的是,《纽约时报》竟然提到了我的论文,还派了一个摄影师过来给我拍大头照。接下来,包括我们在内的许多团队都对数据的细节进行了更深入的研究。有些人把那个特殊的方向戏称为“邪恶轴心”;
一些人则辩称这是统计学上的巧合,或者是来自银河的干扰。还有人认为,事实应该比我们想象的更神秘,并声称他们用不同的方法在第4和第5极矩中也找到了类似的异常现象。此外,还涌现了一些新奇的解释,比如,我们生活在一个小小的“面包圈宇宙”中,空间转一圈后与自身相连,但后续的分析认定这是不可能的。直到今天,我对“邪恶轴心”的困惑与那天晚上相比,一点也没有减少。
从0到1,宇宙微波背景理论的历程
2006年,安赫丽卡和我被邀请到斯德哥尔摩,庆祝COBE卫星的研究成果获得诺贝尔物理学奖。不出所料,COBE团队内部开始争抢功劳。最后,奖项由乔治·斯穆特和约翰·马瑟(John Mather)二人分享。看到他俩和解,我十分欣慰。整个COBE团队都被邀请过去,沐浴在当之无愧的荣耀中。我感到,那些不愉快的嫌隙被无休止的高雅酒会用一个明显的事实所黏合了,那就是,他们完成了一项伟大的工作,不仅让两个人同时获得了诺贝尔奖,更重要的是,他们拍下的第一张宇宙“婴儿照”创造出了一个生机勃勃的新领域,把宇宙学的研究带进了一个崭新的时代。我多么希望,乔治·伽莫夫、拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼也出现在这里。
2013年3月21日清晨,我5点就起床了,为了看一个巴黎的网络直播——普朗克卫星团队即将公布他们的第一张宇宙微波背景辐射图像。过去的10年里,ACBAR、ACT、南极望远镜等实验设备都曾拓宽我们对宇宙微波背景的知识,但普朗克卫星才是WMAP探测器以来最大的里程碑。我正在刮胡子时,乔治·艾夫斯塔休(George Efstathiou)正在向公众讲述他们的成果,突然一股怀旧和兴奋交织的感觉涌上了我的心头。我仿佛回到了1995年3月,当时艾夫斯塔休邀请我到牛津大学去和他合作,为还未发射的普朗克卫星开发一种新算法。这是我第一次被邀请参加学术合作,感到十分荣幸。我们一起开发出了一种去除干扰信号的新方法,帮助普朗克项目得到了欧洲空间局(ESA)的资金。时光荏苒,现在浴室镜里这个老了8岁、正在刮胡子的我,终于要看到这个项目的成果了。
当艾夫斯塔休展示普朗克卫星最新的天图时,我忍不住放下刮胡刀,找出我们之前清除了前景干扰的WMAP探测器天图放在笔记本电脑屏幕旁边。它们几乎严丝合缝!宇宙邪恶轴心依然存在!我把这两张图都放到了图2-5中,好让你进行对比。你可以看到,所有大尺度结构都能精致地吻合在一起,但普朗克天图中有更多的小斑点。这是由于它有出众的灵敏度和分辨率,能拍下WMAP探测器因无法辨认而模糊掉的小细节。普朗克卫星证明,我们多年的等待是值得的!由于它出色的质量,普朗克卫星总算为WMAP探测器之前的表现提供了一份可对照的答题卡。仔细消化普朗克卫星的结果后,我认为WMAP项目团队的工作完全能得A+。当然,普朗克卫星项目团队也是如此。然而我认为,普朗克卫星给人们最大的惊喜就是:没有惊喜——从本质上说,它再一次确认了我们已经相信的宇宙图景,只是更加精确。宇宙微波背景辐射,终于成熟了。
到现在为止,我们已经将最早的时间由140亿年前拨回到大爆炸后40万年,看见周围的空间充满了炙热的等离子体。那时候,没有人,没有行星,没有恒星,也没有星系——只有原子在弹来蹦去,辐射出耀眼的光芒。然而,更加神秘的问题浮出水面:这些原子从何而来?
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