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解读宇宙的起源——— 2006 年诺贝尔物理学奖简介 张新民 　　2006 年度诺贝尔物理学奖授 大爆炸发生的那一刻 , 宇宙处于 予了在宇宙学研究领域取得杰出 一个极致密、极高温的状态 ,之后 成果的美国科学家约翰·马瑟和乔 宇宙逐渐膨胀、冷却并演化至今。 治·斯穆特 。他们发现的宇宙微波 在此过程中 ,宇宙经历了原初轻元 背景辐射的黑体谱和各向异性强 素合成、光子退耦和中性原子形 烈支持了大爆炸宇宙学模型并开 成、第一代恒星形成等几个重要时 启了“精确宇宙学”时代的大门。 期。 COBE 之后宇宙学研究取得了一 宇宙微波背景辐射产生于大 系列重大进展。近年 WMAP 、SDSS 等天文观测更 爆炸发生之后大约 35 万年。那时宇宙的温度非常 加坚实有力地支持了大爆炸宇宙学模型 ,并对物理 高 ,宇宙气体处于高度热平衡 ,发出的辐射光子带有 学提出尖锐的挑战 ,诸如什么是暗物质、暗能量的物 明显特征 ,高度符合普朗克的黑体谱。之后随着宇 理本质是什么。 宙的持续膨胀 ,其温度逐渐降至今天的 2 7 K 。这就 2006 年 10 月 3 日,瑞典皇家科学院秘书长贡 是宇宙微波背景辐射。 纳尔·厄奎斯特和诺贝尔委员会主席佩尔·卡尔森宣 早在 20 世纪 60 年代 ,美国贝尔实验室的两位 ( ) 布 ,本年度诺贝尔物理学奖将授予美国科学家约翰· 工程师阿尔诺·彭齐亚斯 Arno Penzias 和罗伯特· ( ) ( ) ( 威尔逊 Robert Wilson 就发现了宇宙微波背景辐 马瑟 John C. Mather 和乔治·斯穆特 George F. Smoot) 。他们是因为“发现宇宙微波背景辐射的黑 射 ,并因此获得 1978 年诺贝尔物理学奖。而针对宇 体谱和各向异性”而荣获该奖的。这个发现被认为 宙微波背景辐射的探测工作一开始都是在地面上进 是支持大爆炸宇宙学的有力证据 ,并开启了“精确宇 行 , 由于大气层的影响,很难做到精确测量。 宙学”时代的大门。 1974 年 ,马瑟提出宇宙微波背景探测卫星(Cos 约翰·马瑟生于 1945 年 ,在加州大学伯克利分 mic Background Explorer ,COBE) 计划 ,并和斯穆特 校获物理学博士学位。随后在纽约戈达德学院 展开合作。在 COBE 项目中 , 马瑟负责总体协调 , ( Goddard College) 从事宇宙学方面的博士后研究工 斯穆特则主要负责测量宇宙微波背景辐射的各向异 作 ,在此期间他提出了关于探测宇宙微波背景辐射 性。参与项目的研究队伍非常庞大 ,共有 1000 人之 的建议。1976 年 ,他在 NASA 所属的戈达德航天中 多。由于种种原因 ,这颗卫星直到 1989 年才得以升