宇宙微波背景(cosmic microwave background)
/ see-em-bee /
把一根無線電天線對準空曠天空的任意一處,朝任何方向,你都會接收到一陣微弱的嘶嘶聲,它不來自任何恆星或星系。那陣嘶嘶聲是存在中最古老的光——是宇宙還是一團熾熱發光的霧時留下的餘暉,那時距大霹靂才大約 38 萬年。它叫做宇宙微波背景,簡稱 CMB,瀰漫於整個空間。20 世紀 60 年代,兩位工程師無意間撞見了它,把它當成天線裡無法解釋的靜電噪聲,起初還以為是鴿子糞,最終卻憑這一發現拿了諾貝爾獎。
它究竟是什麼。在極早期的宇宙裡,一切都熱到原子無法結合在一起的程度;物質是一團由裸露原子核和自由電子組成的發光電漿,光還沒走多遠就會被一個帶電粒子散射掉,就像想透過濃霧看東西。隨著宇宙膨脹變冷,終於到了某一刻,電子與原子核結合成中性原子,霧散開了,光第一次得以自由奔流。那束光自那時起一直在路上,被膨脹的宇宙拉伸,從一道熾烈的輝光變成了微弱的微波——溫度僅高出絕對零度 2.7 度的輻射,在整片天空上幾乎完美地均勻。
CMB 是一件粒子物理的遺物,也是我們最寶貴的資訊來源之一。它那微弱的圖案——各處之間約十萬分之一的微小溫度起伏——是日後所有星系賴以生長的種子的一張快照,解讀它能以驚人的精度告訴我們宇宙中有多少普通物質、多少暗物質、多少暗能量。事實上,CMB 是支持暗物質存在的最有力證據之一,而它近乎完美的均勻,又是指向宇宙最初一瞬暴脹的一條關鍵線索。
如果你把一台老式類比電視調到沒有頻道的雪花畫面,螢幕上那片雪花噪點中有一小部分,其實就是宇宙微波背景——嬰兒宇宙的遠古之光,被你電視機的天線接收了下來。
宇宙中最古老的光,至今仍充滿天空。
CMB 不是大霹靂那場爆炸本身發出的光,也不是任何天體發出的光。它是整個宇宙變得透明的那一刻——38 萬年之後——的餘暉,從四面八方同時均勻地傳來,而不是來自天空中的某一個點。