COBE:宇宙学的一块里程碑——2006年诺贝尔物理学奖解读

瑞典皇家科学院将2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性。扼要地阐述了COBE的两个重要成果的物理含义。     

研究前沿:限制共识宇宙学

本世纪天文学的历史由于一种新共识的横空出世而引人关注,该共识使宇宙学家们从那些已让哲学家们忙碌了上千年的冗长争论中解放出来。这场革命引发于上世纪90年代采用宇宙背景探测器(COBE)对宇宙微波背景(CMB)的测量。该探测器的科学新发现极大拓展了对CMB的观测,尤其是来自威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)的观测,其借助基于地面的和气球运载的实验支持。     

发现宇宙大爆炸

宇宙哲学作为一门精确的物理科学，它的基础就是我们对来自宇宙大爆炸的宇宙微波背景辐射的理解。1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯（Penzias）和罗伯特·威尔逊（Wilson）无意中发现了宇宙微波背景辐射，宇宙背景辐射的发现在近代天文学上具有非常重要的意义，它给了大爆炸理论一个有力的证据。彭齐亚斯和威尔逊也因发现了宇宙微波背景辐射而获得1978年的诺贝尔物理学奖。     

大爆炸余音缭绕

宇宙起源的大爆炸无疑是巨大无比的，但是，它今天传到我们这里的回声比窃窃私语声大不了多少。对于冷冰冰的宇宙微波背景辐射的发现与探索仍在继续，在未来的岁月里，关于整个宇宙物质诞生的许多未知问题将真相大白。当然，这其中也包括宇宙未来可能的命运。     

宇宙暴涨之后（上篇）

2006年度诺贝尔物理学奖决定授予对宇宙学的发展做出过巨大贡献的两位科学家，他们的成果是利用美国宇航局的天文卫星COBE（Cosmic Background Explorer，宇宙背景辐射探测器）获得的。通过对COBE以及后来发射的探测器的观测结果进行分析，如今的看法是．在大爆炸以前宇宙曾发生过一次惊人的急剧膨胀，即发生过“暴涨”。 在暴涨期间，宇宙的大小在比一秒钟远短得多的一瞬间膨胀扩大了好几十个数量级。一时间，空间的膨胀速度超过了光速。这真是匪夷所思，然而暴涨宇宙论如今却正在成为天文学的基础理论。 不仅如此，由膨胀宇宙论还引出一种令人震惊的宇宙观，即所谓“宇宙生出子宇宙”。宇宙中也许存在着无数个宇宙家族呢! 本专辑分几个部分来介绍什么是暴涨宇宙论．同时也要谈到最新科学所揭示的“大爆炸前的宇宙”。[编者按]     

3K：宇宙微波背景辐射

宇宙微波背景辐射（CMBR）是宇宙大爆炸留下的遗迹。宇宙中的光子在红移约为1100左有时和其它的重子物质发生了退耦，逐渐失去了和重子物质相互反应的热平衡过程，于是随着宇宙的演化而冷却下来，到今天的温度大约为3K。在微波背景的研究中，     

宇宙大爆炸思想的历史来源及一个遗留问题

1923年哈勃通过对星云距离的测量最终确认了河外星系的存在,后来又发现了普遍的星系红移,推测宇宙在膨胀,自然宇宙的过去比现在小,最小为零,这样宇宙大爆炸理论就渐渐地形成了.可是有一个问题一直存在:宇宙大爆炸产生的物质是宇宙的全部还是部分?可以发现当年宇宙学家们毫不犹豫地选择了前者,但现有的证据无法证明:宇宙大爆炸一定产生了宇宙的全部物质,这仅仅是个假设,标准宇宙模型是以这个假设为前提的,本文尝试从另一个思路,重新对宇宙进行考察.     

宇宙背景辐射下太阳电磁辐射

宇宙中存在着温度为3K的背景辐射，故在宇宙中太阳的电磁辐射不会无穷远。利用字宙学的结果计算了微波背景辐射下太阳辐射的射程，并与地球大气中的情况做了比较。计算表明，宇宙中的辐射距离大约是地球大气中辐射距离的1亿倍。     

RCN-1反射宇宙中子仪的研制

文章详细论述了RCN-1反射宇宙中子仪及测量装置的研制和宇宙中子、反射宇宙中子的形成过程。初步进行了宇宙中子流的测量,结果表明:在不同的气象条件下,宇宙中子流呈现有规律的变化。该文还对宇宙中子在工程地质、大气环境、自然灾害等方面的应用作了初步探讨。     

两名美国科学家荣膺2006年诺贝尔物理学奖

美国天体物理学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特因发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性，而荣获了2006年诺贝尔物理学奖．他们向世界宣布：宇宙大爆炸绝非神话，而是真实可测．诺贝尔奖评审委员会发布的公报说，[第一段]     

“普朗克”探测器绘出最精确宇宙微波背景图

欧洲航天局3月21日在其巴黎总部公布了根据“普朗克”太空探测器传回数据绘制的宇宙微波背景辐射图，这幅迄今最精确的反映宇宙诞生初期情形的全景图几近完美地验证了宇宙标准模型。     

爱因斯坦宇宙是膨胀宇宙的特定阶段

文章论述了Ａ项的合理性，它的意义为真空存在负密度和下压经。现在的宇宙是爱因斯坦－爱丁顿宇宙－膨胀宇宙的特定阶段。     

欧洲卫星拍出宇宙全景图

欧洲航天局7月5日宣布，该机构的宇宙探测卫星“普朗克”根据此前收集的数据，绘出了首幅宇宙全景。它将有助于科学家了解宇宙大爆炸后各种天体的形成过程。欧航局当天发表公报说，这幅图的珍贵之处在于捕捉到宇宙微波背景辐射，它形成于宇宙大爆炸时期，经过137亿年的漫长旅行才到达地球，对研究人员而言，     

总星系局爆宇宙理论

大爆炸宇宙理论是一个非常成功的宇宙理论,它在经过古斯等人提出的暴涨理论修正后日趋完善。但即使这样也还存在几个难题无法解决：（1）欧洲普朗克望远镜揭示的宇宙背景辐射的不对称性;（2）宇宙中所有物质来源于大爆炸没有实验依据;（3）存在暴涨中宇宙膨胀的超光速问题。为了解释上述难题,本文提出了一种建立在大爆炸宇宙理论基础上的多宇宙模型：总星系局爆宇宙模型。该模型可以很好地解决上述难题,文中提出了检验理论模型新的实验方法,通过实验可以最终确认真实的宇宙到底更符合哪个模型。、     

以特大负能反正物质星体为中心的正反物质对称宇宙模型

本文在以前研究的基础上进一步考虑了负能反正物质星体的作用，提出了以特大负能反正物质星体为中心的正反物质对称宇宙模型，对宇宙的加速膨胀和我们宇宙的接近临界态的膨胀与微波背景辐射的“天空大余弦”等作出了统一的解释     

英国科学家测算出中微子质量上限

中微子，又被称为原子中的“鬼粒子”，宇宙间的“隐身人”。它们极小极轻，很难捕捉，虽然已经被证明具有质量，但是要想对其质量进行测定却十分困难。最近，英国科研人员通过宇宙星系的颜色测量估算出星系间的距离，然后结合巨型3D星系地图和大爆炸后的温度波动信息（即宇宙微波背景辐射），计算出中微子质量的一个最小上限：不超过0．28电子伏特。     

奇点——循环宇宙的逻辑起点

文章从宇宙大爆炸的起点疑难出发，依据宇宙观测的新证据，论述了宇宙在时间上既无起点也没有终点．从最小的物质构成到最大的宇宙形成两个方面说明宇宙自然的逻辑前提，认为在可理解宇宙的概念下，大爆炸是循环宇宙的逻辑起点．     

对宇宙暴胀和重新加热的解释

为了解决宇宙大爆炸标准模型与观测实验的困难,提出了宇宙暴胀模型,要求宇宙于１０^－３５　ｓ、能标为104　GeV时发生暴胀,暴胀使能标降到109　GeV左右,于１０^－３２　ｓ暴胀结束宇宙又重新加热到104　GeV.一种可能的解释是：当时刻为１０^－３５　ｓ时,费米型夸克Ｔ２／３Ｆ的超对称伴子Ｙ＋２／３ＴＢ,Y-＋２／３ＴＢ对发生湮灭转化为光子对,使宇宙背景能量突然上升所致.     

宇宙尘埃流入量与地球气候冷暖关系分析

宇宙尘埃流入量的多少具１０万年的周期变化。宇宙尘埃流入量增加，地球气候变暖，出现间冰期环境；当宇宙尘埃流入量减少，地球气候变冷，出现冰期环境，这是由于宇宙法埃对短波辐射和长波辐射的热效应不同所致。     

科学家首次发现其他宇宙存在证据

英国科学家日前表示，他们发现了我们所在宇宙在遥远的过去曾被其他平行宇宙“推挤”的证据。在对大爆炸后效应——宇宙微波背景辐射中的图案进行研究之后，他们得出了“存在其他宇宙”这一令人不可思议的结论。