诺贝尔物理学奖获得者:回到宇宙的“婴儿时期”

　　2006年10月3日，美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特因为发现了“宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得今年的诺贝尔物理学奖，这个发现被认为是宇宙诞生于大爆炸的有力证据。

　　约翰·马瑟生于1945年，受参与了青霉素研发的细菌学家外祖父的影响较深，从8岁参观了美国自然博物馆和天文馆之后，便对天文、火山、恐龙和进化产生了兴趣。马瑟于加

州大学伯克利分校获得物理学博士学位。在纽约戈达德学院就读博士后期间，他提出了关于探测宇宙背景辐射的建议。1976年，马瑟在美国宇航局所属的戈达德航天中心得到了研究科学家的职位，随后成为项目科学家。在那里，他完成了在微波辐射领域的突破性工作。从1995年起，他成为韦伯红外望远镜的资深项目科学家。

　　乔治·斯穆特生于1945年，于1970年在麻省理工学院获物理学博士学位，随后开始研究大爆炸的有关问题。他在加州大学伯克利分校工作至今，目前参与一项被称为下一代实验的“普朗克探测器”计划，该计划致力于研究早期宇宙，并将于2007年将探测器发射升空。斯穆特准备把奖金捐献给加州大学伯克利分校，作为博士后和研究生的奖学金。

　　马瑟和斯穆特的合作来自于那个永恒的课题：宇宙是在什么时候以什么方式诞生的？它又是如何变得浩瀚无边的？目前被科学界普遍接受的宇宙起源理论认为，宇宙诞生于距今约100亿到150亿年前的一次大爆炸。微波背景辐射是宇宙大爆炸之后的遗留能量，它均匀分布在整个宇宙空间中。大爆炸后的宇宙逐渐冷却，现在温度为绝对温度2.7度(约摄氏零下270度)。但大爆炸留下了“余温”，因而发出的辐射带有很明显的温度信号。1965年，贝尔实验室的两位天文学家阿农·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙背景辐射，两人因此获得1978年的诺贝尔物理学奖。但是对微波背景辐射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，马瑟等建议美国宇航局实施COBE卫星项目，并领导形成了1000多人的庞大研究团队。在这个项目中，马瑟是卫星远红外线绝对光度计的负责人，他在揭示宇宙微波背景辐射的黑体形式的实验中承担主要工作；斯穆特是另一决定性设备的负责人，负责探寻微波背景辐射在不同方向的微小温差。

　　经过长期的努力之后，1989年11月18日，COBE卫星终于被送入太空。1990年1月，马瑟在一个会议中展示了COBE探测到的黑体辐射

　　在分析了COBE的数据之后，斯穆特发现了宇宙微波背景辐射的各向异性。1992年，他向世界宣布，他发现了“涟波辐射”：宇宙微波背景辐射温差为十万分之几，这表明宇宙早期存在微波的不均匀性，大爆炸之后的各向异性作用于星系的发展，使人们因此而有可能明白地了解像星系、星体这样的结构是如何从各向均匀的大爆炸中产生的。这是迄今为止大爆炸最强有力的证据。

　　在COBE项目的基础上，耗资1.45亿美元的美国“威尔金森微波各向异性探测器”(WMAP)于2001年进入太空，对宇宙微波背景辐射进行更精确的观测。该探测器以大卫·威尔金森命名，因为长期以来，他是宇宙背景辐射探测的主要力量，也是COBE团队的精神力量，但不幸于2002年逝世。《自然》杂志指出，如果威尔金森还活着，那么他应该能分享今年的诺贝尔奖。