书名:超弦论
作者:加来道雄
译者:伍义生
出版社:重庆出版社
出版时间:2020-10-01
ISBN:9787229133238
一、大爆炸的回声
1、宇宙的演变——大爆炸
- 弦论认为:在时间之初,当时的温度非常高,那时的宇宙一定是完全对称的。所有的力量被团结在一个一致的力中。
随着宇宙迅速爆炸和快速冷却,四个力逐渐被分开。
今天,宇宙大爆炸后的100亿—200亿年,宇宙看起来非常不对称和破碎,四种力彼此相差极大。原始的火球的温度现已冷却到了3开氏度,接近绝对零度。
重力首先分离,然后是强力,接着是弱力,只留下了电磁力没有破裂。
GUT理论家格拉肖说:“物质第一次出现大约在宇宙大爆炸后的秒,它们将会从现在开始在秒后消失。”
2、证据
早期宇宙的陈述仍然只是理论,但实验证据越来越多地证明,根据量子理论和相对论的预测,此类事件为真实发生。
俄罗斯物理学家乔治·伽莫夫(George Gamow)在20世纪40年代预测,也许有一种方法可通过实验验证大爆炸真的发生了。
伽莫夫认为,大爆炸遗留下来的最初的辐射体应该还在宇宙中流传,尽管100亿—200亿年后它的温度已非常低。
他预言,这个宇宙大爆炸的“回声”会均匀地分布在宇宙中,故而不管我们从哪个方向上看都是一样的。
伽莫夫团队还计算出当前宇宙火球的温度大约是5开氏度。1965年,贝尔电话实验室的科学家们使用巨大的无线电天线时收集了令人讨厌的在微波范围的背景辐射。
不管天线指向哪儿,都能收到这个奇怪的辐射。
令人恼火的是,科学家们检查了他们所有的数据并清洁了他们的设备(甚至清洁了天线上的鸽子),但这种辐射持续存在。彭齐亚斯和威尔逊把仪器带到飞机上依然有这种干扰。当他们绘制出辐射强度和频率之间的关系时,它与伽莫夫和其他人多年前预测的曲线非常类似。
他们发现这种辐射正是过去预言的背景“回声”。
这种3开氏度辐射至今仍是最确凿的证据,它证明宇宙起源于灾难性的爆炸。
这个出色的侦探工作使彭齐亚斯和威尔逊赢得了1978年的诺贝尔物理学奖,它令人震惊地证实了大爆炸。