梁剑才

宇宙是始于一次“大爆炸”吗?若如此，这一爆炸是什么样子?它是均匀地膨胀还是脉动性地进行?星系是如何聚集成形的?这些都是天文界有待解决的最基本问题。20世纪80年代末，美国航空航天局发射出一颗天文卫星——“宇宙背景探测者(COBE)”，对太空进行观测，寻找并记录原始大爆炸所留下的遗迹。

COBE绘出宇宙的微波背景和红外背景。微波背景辐射被认为是原始大爆炸的残迹，它来自空间的各个方向，几乎是均匀的，其能量相当于27K的温度。COBE以空前的精度和灵敏性来测量这一辐射。它还寻找天文学家所预言的，但一直未发现的红外背景辐射。那是第一批恒星、星系辐射的遗迹。

为何微波背景辐射受到如此重视，它的发现又被科学界看做一件大事，这是因为它是原始宇宙的“化石”。当我们回过头去看宇宙“出生”时的情况，我们会看到什么呢?我们能提出一个t=0的初始时刻，我们能“预测”到所有物质在均匀地浓缩到一个数学上无限密的点——奇点上。当然，在这种情况下，已知的物理定律已不适用了。按现行的宇宙学理论，在t=0以后的第3分钟，质子和中子开始合成氦核，其时的温度高达几十亿摄氏度。继而，整个宇宙约有1／4为氦所占有。这些理论与目前对恒星和太阳的观测吻合得很好，但是这一论点仅适用于强子的物质形式，而不适用于占宇宙物质90％的暗物质。我们现在观测到遥远的星系正在相互远离，所有的星系都是爆炸中的一部分，因而推测爆炸出现在约150亿年之前，但无法定出爆炸中心的位置，因为原来没有中心。……