反彈宇宙學(xué)圖像

COBE、WMAP、Planck三代衛(wèi)星拍攝的宇宙微波背景輻射各向異性溫度漲落

宇宙源自138億年前的一次爆炸，而后立即經(jīng)歷了一場極度快速的膨脹——暴脹過程，隨后逐漸膨脹至今。這一直是用來解釋宇宙形成的主流科學(xué)理論。

然而今年上半年，《科學(xué)美國人》雜志搞了點事情。來自普林斯頓大學(xué)和哈佛大學(xué)的科學(xué)家撰文表示，宇宙源自一次大反彈而非大爆炸，暴脹理論無法令人滿意。此舉無疑在學(xué)界扔下了一枚重型炸彈。包括4位諾貝爾獎得主在內(nèi)的33位科學(xué)家立即聯(lián)合簽署了一封公開信，對其進(jìn)行駁斥。

宇宙到底源自大反彈還是大爆炸？這場爭論的雙方都是知名科學(xué)家。對于看熱鬧的公眾來說，選擇“站隊”之前，不妨先了解兩種宇宙形成理論都討論了什么。

窺視嬰兒期的宇宙

宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)，為熱大爆炸宇宙學(xué)提供了關(guān)鍵的證據(jù)。而在微波背景輻射譜上極為微小的起伏，讓人們有機(jī)會了解宇宙嬰兒時期的樣貌。

在現(xiàn)代宇宙學(xué)的發(fā)展歷程中，宇宙微波背景輻射（CMB）的故事絕對是場重頭戲。早在20世紀(jì)40年代，天文學(xué)家伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙學(xué)說。該學(xué)說預(yù)言：宇宙存在一個背景溫度，它便是由CMB——來自宇宙嬰兒期的光線帶來的。

到了20世紀(jì)60年代，美國貝爾實驗室的兩位工程師利用無線電波天線探測到了這個穩(wěn)定而又均勻的微波背景信號。這一發(fā)現(xiàn)在天文學(xué)史上留下了濃重的一筆，因為它為熱大爆炸宇宙學(xué)說提供了最關(guān)鍵的證據(jù)。不過當(dāng)時，人們認(rèn)為CMB在各個位置、各個方向上都是完全相同的，嬰兒期的宇宙均勻得毫無特征。

第一次真正揭開CMB神秘面紗的，當(dāng)數(shù)美國宇航局于1989年發(fā)射的宇宙背景探測者（COBE）衛(wèi)星。這枚衛(wèi)星不僅精確測量了CMB黑體輻射譜從而驗證了熱大爆炸學(xué)說，而且在背景溫度為2.73開氏度的黑體譜上發(fā)現(xiàn)了漲落幅度大約為10-5開氏度的溫度漲落，進(jìn)一步擴(kuò)展了人類認(rèn)知宇宙的視野。