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微波背景辐射的发现——彭齐亚斯和威尔逊

　　早在20世纪40 年代，伽莫夫等人根据热大爆炸宇宙学说的观点，预言宇宙空间应该充满着残余辐射，它们的温度已经相当低了，大致为几K 或至多几十K。“K”是开氏温标或者叫热力学温标中的温度单位“开耳芬”的符号，正像我们用“℃”来表示摄氏温标中的温度的道理是一样的。0 摄氏度（0℃）相当于273.15K，3K 相当于-270℃以下。

　　20 多年后，果然找到了这种残余辐射，实测结果与理论推算值大体相符，被称为“微波背景辐射”。发现者是两位美国工程师射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。当时他们都受聘在美国新泽西州普林斯顿附近的贝尔电话实验室工作。

　　20世纪60 年代初，为了改进卫星通讯，需要找出可能会干扰通讯的一切因素，尤其是噪声源。为此，彭齐亚斯和威尔逊建立了灵敏度很高的定向接收天线系统。他们发现，在一一估计了所有嗓声源之后，老是有大致相当于3.5K的噪声温度得不到解释，也无法消除。更加令人迷惑不解的是，这个残余温度没有方向变化，即所谓的各向同性；也没有周日变化，就是说与太阳无关；也不随季节交替而变化。

　　作为两名工程师，他们不清楚自己的发现在天体物理学上的意义。当时，美国普林斯顿大学的狄克小组，正准备筹建专门设备，来寻找前人预言的残余辐射，或者叫宇宙背景辐射。因此，当彭齐亚斯等的论文一发表，消息一传开，狄克等人立即意识到，这很可能就是他们打算要找的东西。事实也正是这样。多少人想找的东西，一直没有找到，两位工程师却在无意之间发现了它，正是：有心栽花花不开，无意插柳柳成行。

　　后来经过订正，背景辐射改为2.7K，习惯上称为3K 宇宙背景辐射。根据大爆炸宇宙学的观点，宇宙早期的温度在100 亿度以上，而现在已经很冷，微波背景辐射的发现恰恰是有力地支持了大爆炸理论。

微波背景辐射，不仅被看作是60 年代天文学四大发现之一，而且被认为是20 世纪天文学的一项重大成果，对宇宙学的研究具有深远影响。彭齐亚斯和威尔逊为此获得1978 年诺贝尔物理学奖金。

彭齐亚斯

　　彭齐亚斯（Arno  Penzias ，1933— ），德裔美国射电天文学家 。1933年4月26日生于德国慕尼黑。4岁随父母移居美国，是1939年二战爆发前最后一批逃离纳粹德国的难民。到达美国后就读于纽约市立学院，21岁毕业于纽约市立大学物理系，25岁获哥伦比亚大学硕士学位。1961年到贝尔电话实验室工作，翌年获博士学位。1972年任该实验室无线电物理研究部主任 。1975年当选美国国家科学院院士。1964年，彭齐亚斯和同在贝尔电话公司工作的威尔逊使用一具为早期通讯卫星设计的天线，接收到了来自天空的均匀、且不随时间变化的讯号。1965年，他们二人在《天体物理学报》上发表了题为《在4080兆赫上额外天线温度的测量》的论文，宣布了这个发现。随后，普林斯顿大学的狄克等人在同一杂志上解释道，这就是宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射的发现为宇宙大爆炸理论提供了有力证据。彭齐亚斯和威尔逊也因此获得1978年诺贝尔物理学奖。

R.威尔逊

R.威尔逊（Robert W.Wilson，1936— ），美国射电天文学家。现任哈佛－史密松天体物理中心教授，曾任贝尔实验室无线电物理研究部主任。1964年与阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)一起发现了微波背景辐射，证实了宇宙大爆炸后最远古的遗物的存在，成为宇宙大爆炸理论的重要观测证据。他们的发现对宇宙学的发展起了关键作用。这是继1929年发现哈勃定律后天体物理上又一个里程碑，并因此获得1978年诺贝尔物理学奖。

2008年11月1日至4日，1978年诺贝尔物理学奖获得者、美国哈佛－史密松天体物理中心罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)教授应邀访问紫金山天文台。在南京期间，罗伯特教授全程参加了在南京举办的“Dome A科学讨论会”，并作为会议主持人之一参与讨论。在紫金山天文台，他参观了毫米波和亚毫米波实验室和紫金山上中国古代天文仪器。4日晚，他在南京大学为紫台和南大师生作报告，题目为“宇宙微波背景辐射的发现以及它在宇宙学中的作用”。