COBE第一个测到了宇宙中微波背景辐射的涨落及其分布

    凭借在宇宙微波背景辐射研究领域取得的杰出成果，美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特获得了2006年度的诺贝尔物理学奖。

    目前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多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，通过探测微波背景辐射，科学家可以追溯宇宙“婴儿时期”的信息。

    早在20世纪60年代，美国贝尔实验室的两位工程师就发现了微波背景辐射的存在，为宇宙大爆炸理论提供了有力支持。但针对微波背景辐射这种大爆炸“余烬”的测量工作一开始都是在地面上进行，很难做到精确测量。

    1974年，美国宇航局戈达德航天中心的约翰·马瑟（John Mather）提出了宇宙微波背景探测卫星（COBE）计划，并与劳伦斯·伯克利国家实验室的乔治·斯穆特（George Smoot）展开了合作。

    在COBE项目中，马瑟负责总体协调，斯穆特则主要负责测量微波背景辐射的微小温度波动。参与项目的研究队伍非常庞大，一共有1500人之多。

    “要成功地维持和推动这样一个团队，需要非常高超的管理技巧，因为在统一各部分工作时间表和控制消耗方面会出现许多难题，这些难题对整个太空项目的进展和完成构成了潜在的威胁。这都是在管理这样一个人数众多、方向各异的团队时所无法避免的。”曾经在COBE项目中担任副首席科学家的华裔科学家郑世康（Edward S.Cheng）对本报记者说。

    由于种种原因，这颗卫星直到1989年才得以升空。3年后，研究成果首次公布。二到三亿美元。

    大爆炸理论曾预测，微波背景辐射应该具有黑体辐射特性。COBE项目的研究表明，宇宙微波背景辐射谱非常精确地符合温度约为2.7K的黑体辐射谱，同时还首次发现宇宙微波背景辐射具有微小的温度涨落，其幅度大约只有十万分之一。

    这种微小的温度涨落揭示了宇宙中的物质如何积聚成恒星和星系。

    诺贝尔奖网站的材料说，如果没有这种机制，那么今天的宇宙很可能完全不是现在这个样子，其中的物质也许像淤泥一样均匀分布。

    这些发现对大爆炸理论具有至关重要的意义。著名科学家霍金曾毫不吝啬地将其称为“本世纪甚至有史以来最重要的研究成果”。

    “COBE第一个测到了宇宙中微波背景辐射的涨落及其分布，这是它获奖的原因。但反过来说，COBE当初的许多数据实际上都非常模糊，不够精确，”中国科学院研究生院教授章德海告诉本报记者，“所以后来又有了更为精确的实验，比如说2001的WMAP，它的数据给了COBE以有力的验证和支持。可以说，如果没有后续的实验给出的更精确的数据，COBE的获奖可能还遥遥无期。”

    WMAP是威尔金森微波各向异性探测器的简写，耗资约1.45亿美元。WMAP项目对宇宙微波背景辐射在不同方向上的涨落进行了更加精确的测量。此外，斯穆特在接受诺贝尔奖网站采访时提到，相关研究仍在继续进行，欧洲空间局的“普朗克”卫星不久也将发射升空。

    “能力出众的人通常脾气都不小，但约翰是个例外。”郑世康这样评价2006年60岁的马瑟，“他很绅士，待人处事既温文有礼，又态度坚定，既融通又公正。和他共事这么多年来，我从没见他发过一次脾气。”

    2006年已是61岁的斯穆特从小就对科幻小说非常着迷。他告诉媒体：“诺贝尔颁奖典礼将在12月10日举行，可我本来准备那时候给学生进行期末考试的，现在只好调整一下了。得奖给我带来的好处，我想大概就是学生们以后会对我更加上心一些。”

    《南方周末》实习生：袁玥

聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com