强推！《第一推动丛书·宇宙系列》值得熬夜品读！(42)

彭齐亚斯和威尔逊已经证明，存在CMB辐射而且它有大致正确的波长，但现在天文学家们开始要更精确地来测量它，以便表明来自宇宙某一部分的辐射的波长确实不同于其他部分所发出辐射的波长。不幸的是，CMB辐射看起来似乎处处一样。它应该是大致一致的，因为早期宇宙在空间每一点上是非常相似的，但测量显示，来自各个方向的辐射不只是相似，而是完全相同。波长上没有一丁点增加或减少的迹象。
稳恒态理论家抓住这个否定结果作为大爆炸模型的危险征兆，因为今天的CMB辐射的波长观测不到变化意味着在早期宇宙中不存在密度变化，这意味着我们今天看到的星系没法解释。
但大多数宇宙学家并不慌张。他们认为变化肯定是确实存在的，但太微弱，没被检测到，因为现有的观测技术还太粗糙。这似乎是一个合理的说法。例如，你看的这一页的纸张看起来非常光滑，但借助足够灵敏的设备，其表面的不平整度就会变得十分明显（如图99所示）。也许可以证明CMB辐射的真实结构同样如此，其变化还有待更仔细的检查来发现。
到了20世纪70年代，最新设备的灵敏度足以检测出CMB辐射的1%的电位差，但仍然没有任何变化的迹象。变化的可能性只能留到小于1%的区间里去寻找了，但是检测这么微小的变化在地球表面上进行似乎是不可能的。因为CMB辐射是在电磁频谱的微波波段，而大气中的水分连续辐射的也是微波，虽然很微弱，但足以压倒CMB辐射的可能存在的任何微小变化。
一个创新的解决方案是设计一个巨大的充有氦气的高空气球，它能上升到地球上空几十千米处，接近太空边缘，这样，气球携带的CMB探测器将能够漂浮在几乎不含水分的大气层上空，由此大气微波带来的干扰将被减低到最小。
然而气球实验困难重重。单一个低温就可能引起脱胶，使得探测器解体。另外，如果设备出现故障，天文学家将束手无策。即使设备运行正常，探测器在气球下降之前也只能工作几个小时。最糟糕的是，装有探测器的缆车有可能落地时会与地面发生撞击，使得数据丢失或毁坏，这样，多年精心准备的努力将毁于一旦。
加州大学伯克利分校的乔治·斯穆特一直痴迷于寻找CMB辐射的变化，曾参加了几次气球实验，但到70年代中期他已不再对此抱有希望。他的气球实验经常是以灾难结束，即使落地完好的那些结果也依然未能揭示CMB辐射有任何变化。对此，斯穆特采用新的战略。他计划将微波探测器安装在飞机上，这样他就可以在较长的时间里以较高的可靠性来收集数据。这要比危险地悬吊在不靠谱的气球下进行实验好多了。