约翰·马瑟突出贡献宇宙是在什么时候以什么方式诞生的?它又是如何变得浩瀚无边的?目前被科学界普遍接受的宇宙起源理论认为,宇宙诞生于距今约100亿到150亿年前的一次大爆炸
微波背景辐射是宇宙大爆炸之后的遗留能量,它均匀分布在整个宇宙空间中
大爆炸后的宇宙逐渐冷却,现在温度为绝对温度2.7度(约摄氏零下270度)
但大爆炸留下了“余温”,因而发出的辐射带有很明显的温度信号
1965年,贝尔实验室的两位天文学家阿农·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙背景辐射,两人因此获得1978年的诺贝尔物理学奖
但是对微波背景辐射的测量工作一开始都是在地面上进行,很难做到精确测量
马瑟和斯穆特的合作来自于那个永恒的课题
1974年,马瑟等建议美国宇航局实施COBE卫星项目,并领导形成了1000多人的庞大研究团队
在这个项目中,马瑟是卫星远红外线绝对光度计的负责人,他在揭示宇宙微波背景辐射的黑体形式的实验中承担主要工作;斯穆特是另一决定性设备的负责人,负责探寻微波背景辐射在不同方向的微小温差
经过长期的努力之后,1989年11月18日,COBE卫星终于被送入太空
1990年1月,马瑟在一个会议中展示了COBE探测到的黑体辐射光谱曲线,这条曲线最终被证明完全符合黑体辐射特征,它的波长对应于绝对温度2.7度(零下270.46摄氏度)的光谱
在分析了COBE的数据之后,斯穆特发现了宇宙微波背景辐射的各向异性
1992年,他向世界宣布,他发现了“涟波辐射”:宇宙微波背景辐射温差为十万分之几,这表明宇宙早期存在微波的不均匀性,大爆炸之后的各向异性作用于星系的发展,使人们因此而有可能明白地了解像星系、星体这样的结构是如何从各向均匀的大爆炸中产生的
这是迄今为止大爆炸最强有力的证据
在COBE项目的基础上,耗资1.45亿美元的美国“威尔金森微波各向异性探测器”(WMAP)于2001年进入太空,对宇宙微波背景辐射进行更精确的观测
该探测器以大卫·威尔金森命名,因为长期以来,他是宇宙背景辐射探测的主要力量,也是COBE团队的精神力量,但不幸于2002年逝世
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