宇宙的起源和命运的线索隐藏在它早期发出的微波辐射中。Tom Clarke向我们报道了科学家们拍摄大爆炸余辉的最新努力。

世界上第一张关于微波辐射的高分辨率图像为宇宙微波背景辐射理论（CMB）提供了依据。这张照片受到了人们热情的关注。1990年，美国天文学会对于提早公开这些新图像大加赞扬。两年后，剑桥大学的Stephen Hawking描述了从这些图像上得出的一个结论，这被人们称作“世纪发现”。

Hawking赞扬了一张CMB图像的分析结果。这张照片是由美国宇航局（NASA）的宇宙微波背景辐射探测卫星（COBE）拍摄的。CMB把我们和宇宙的早期直接联系了起来——这是一张宇宙的“婴儿照片”， 它忠实再现了宇宙童年的每一个斑点和涟漪。COBE的数据显示，大爆炸发生后不久，物质就开始聚集。宇宙学家们相信， 物质的这种不均匀的分布是恒星和星系形成的起点。

但是这些结论还仅仅是对于CMB研究的一个开始。我们应当感谢COBE计划的两个继任者——其中之一计划在下周（即2001年6月的最后一周。据最新消息，NASA的MAP卫星已经于6月30日格林尼治标准时间19点46分从卡纳维拉尔角顺利发射——译者注）升空——我们将会得到新的更高分辨率的图像。宇宙学家们可以借此检验他们对于大爆炸之后情况的理解。也许还可以解释为什么宇宙是现在我们看起来的这种样子。

“我们正在加入CMB研究的十年计划，”加州帕萨迪那喷气推进实验室（JPL）的一名CMB物理学家Charles Lawrence如是说。CMB的数据把我们带回宇宙只有300 000岁的年代。那时候，宇宙是一锅充满光子、电子、质子和氦原子核的浓汤——原子从那里形成。电子和质子跳着疯狂的探戈舞——它们时而结合，时而分开。但是随着宇宙的膨胀和冷却，质子和电子开始配对形成氢原子。这使质子获得了自由，氢原子中的电子更加难与质子相互作用。物理学家把这种现象称作质子和电子的“隔离”。被“隔离”的质子随铺遍宇宙每个角落的微波辐射“地毯”共存到了今天。费城宾夕法尼亚大学的宇宙学家Max Tegmark说：“这是迄今我们对于早期宇宙的最彻底的调查。”

藏宝图

CMB包含了宇宙的“隔离”阶段开始时的状态非常珍贵的信息。COBE一大贡献就是，揭示出了天空各区域平均能量或者温度的1/10 000的涨落。COBE的CMB温度图像（图1）显示了冷和热的区域的交替起伏。 这是由于在“隔离”开始阶段宇宙各个部分密度不一致造成的。更“热”的光子来自于早期宇宙稠密的区域。这种起伏现象支持了恒星和星系的形成归结于物质分布不均匀的理论。但是COBE的传感器缺乏足够的分辨率去回答一些重要的问题。对高分辨率的CMB图像的分析将会提供给宇宙学家失落的细节， 并且能够帮助他们判断哪种描述宇宙演化的膨胀模型是正确的。关于CMB的信息是如此的重要，因此，科学家在太空探测器升空之前就开展了地面的研究项目以获得CMB数据的精华。新泽西普林斯顿大学的物理学家Lyman Page这样说。与COBE不同的是，地面观测站和气球上的传感器只能拍摄有限的天区，但这不会妨碍它们观测到重要的结果。

去年，河外星系毫米波射电和地球物理国际气球观测实验（BOOMERANG）——悬挂在环绕南极飞行的气球下的非常灵敏的微波探测器——拍摄到了迄今为止最高质量的CMB图像。 对这些数据的分析证实了宇宙确实是平坦的——它将会永远的膨胀下去，而不是一些模型所预言的“大坍塌”。

分辨率万岁

但是现在研究活动的焦点是将部分地面和气球的研究工作转移到两颗卫星上去。它们在研究CMB上有空前的精确度。太空实验有相当大的优点。新的探测器

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