科学从相对论到引力波，百年宇宙发展史，宇宙比任何人想象的都要神秘( 三 )
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1965年 ， 射电天文学家亚诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊试图在新泽西州的贝尔实验室校准新天线 。 他们有一个问题：无论如何减少背景干扰 ， 他们都在各个方向上测量的噪声水平一致 。 他们甚至驱逐了一直在天线中的居住的一对鸽子 ， 希望鸽子导致这个问题 。 但是信号仍然存在 。 他们发现星际空间并不完全寒冷 。 取而代之的是 ， 通过弱微波将其加热至近三个开尔文（仅在绝对零值以上） 。 彭齐亚斯和威尔逊无意间发现了“宇宙大爆炸的余辉” ， 那个时代的冷却和稀释的遗物 ， 当时宇宙中的一切都被挤压到炽热而稠密 。
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这一发现有力地支持了宇宙学的大爆炸理论 。 根据该模型 ， 在最早 ， 最热的时期中 ， 宇宙是不透明的 ， 就像恒星内部一样 ， 并且光被电子反复散射 。 然而 ， 当温度降至3,000开尔文时 ， 电子的速度下降到足以被质子捕获并产生中性原子 。 此后 ， 光可以自由传播 。 贝尔实验室的信号就是这种古老的光 ， 它是在宇宙诞生后大约30万年首次释放的 ， 至今仍弥漫着宇宙-我们称之为宇宙微波背景 。
这一发现让发现它的科学家沉迷宇宙 。 “我们很高兴为天线噪声提供一个可能的解释 ， 但是我没有 认为我们中的任何一个一开始都不会真的非常重视宇宙学 。 ”威尔逊说 ， “那时我开始思考 ， 也许我应该要认真对待这种宇宙学 。 ”
此后 ， 对宇宙辐射的测量使科学家了解星系如何出现 。 对微波的精确观察表明 ， 它们在宇宙中并不完全均匀 。 有些区域温度较高 ， 有些则温度较低 。 这些波动的幅度只有十万分之一 ， 但它们是当今宇宙结构的种子 。
对宇宙微波辐射背景的建模不仅使我们了解的宇宙的婴儿时期 。 一系列发现还揭示了恒星 ， 行星甚至我们地球形成演化的历史 。
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从1950年代开始 ， 原子物理学的进步使科学家对恒星表面精确建模 。 同时 ， 不仅对氢和氦原子的原子核 ， 而且对其余元素的核子的详细了解 ， 使科学家能够计算出哪些恒星核反应在恒星生命的不同阶段占主导地位 。 天文学家开始理解核聚变如何在大质量恒星中形成洋葱皮结构 ， 因为原子先后聚变形成越来越重的元素 ， 最后在最内层、最热的层中形成铁 。
天文学家还了解到恒星在耗尽氢燃料时如何死亡 。 然后 ， 较轻的恒星安静的死亡时形成白矮星 ， 但较重的恒星会发生超新星爆炸 ， 驱逐自身的物质 ， 这些被驱逐的物质对于我们自身的生存至关重要 ， 它混入星际介质中 ， 再凝结成由诸如地球这样的行星轨道运行的新恒星 。 弗雷德·霍伊尔等物理学家在1957年发表的经典文章中分析了超新星爆炸所涉及的核反应网络 ， 并发现了元素周期表中大多数原子是如何存在的 。 他们计算了为什么氧气和碳很常见 ， 而金和铀却很少 。 事实证明 ， 我们的银河系是一个巨大的生态系统 ， 我们每个人体内所包含的原子都是由分布在银河系中数十个不同恒星中锻造而成 ， 这些恒星在45亿年前就已经存在和死亡 。
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至此 ， 科学家们了解了几乎所有构成行星 ， 恒星和星系的元素的起源 。
广义相对论预言了一种称为引力波的现象 ， 这是由巨大物体运动产生的时空波纹 。 尽管科学家进行数十年的搜寻 ， 但直到2015年9月为止 ， 仍未见到任何波浪 。 2015年9月 ， 激光干涉仪引力波天文台首次检测到引力波的证据 ， 轻微摇动加速的时空消失了 。 在这种情况下 ， 引力波由双星系统中的两个黑洞引起 ， 这些黑洞开始彼此绕行 ， 但逐渐螺旋在一起 ， 最终汇聚成一个大质量的洞 。 黑洞融合事故发生在十亿光年之外 。
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