初生的宇宙又小又熱又平坦

資料來源:中時電子報新聞

2000年4月28日

 劉鐵虎/綜合加州帕沙第納、華盛頓廿七日外電報導

 科學家昨天公佈第一批詳細的宇宙初期影像 ,這些在兩年前以高空

氣球攜帶高感度望遠鏡 在南極上空攝得的影像顯示,初生約卅萬年時

 的宇宙又小又熱,而且看起來很「平坦」。 

  這項「回飛棒」研究計畫(BOOMERANG,為「 銀河外微輻射與

地球物理氣球天文台」的縮寫 )由四個國家的十六所大學和美國國家

航空暨 太空總署、國家科學基金會及能源部合作進行,耗資四百萬美

元,領導研究的加州理工學院 科學家朗吉說:「如此正確地預測到宇

宙基本 形式是現代宇宙論不可置信的勝利。」 

  由高空氣球在一九九八年末攜載升空的高感 度望遠鏡連續十一天在

南極上空四萬公尺高度 拍攝一百五十億年前宇宙「大爆炸」後的情況

 。

  畫面顯示,在每一小片天空中滿是冷熱斑點 ,每個斑點看來像滿月

那麼大,但實際直徑大 部分有幾兆哩。 

  這項研究的最初結果刊載於英國「自然」期 刊,顯示攝得的影像較

以往精確,得以印證宇 宙是平坦的理論。意即平行的光線會始終保持

 平行,不會交會,證明了光線不會彎曲。 

  這項研究的另一結論是,宇宙將永遠擴張下 去,但並不會出現某些

科學家所預測的「大崩 陷」現象。平坦的宇宙也符合所謂的「膨脹論 

」,即宇宙在出生後不到一秒之內即迅速擴張 。麻省理工學院物理學

家辜斯說:「那證實了 我們的最佳宇宙結構理論。」 

  這些觀測所得大致符合天文學家的預測,意 謂科學家研究的方向正

確。科學家也希望進一 步處理數據,以更明確的釐清組成宇宙的物質

 本質。 

  宇宙在「大霹靂」後經擴張冷卻,正常物質 形成,光子不再四散,

而在太空自由行進。「 回飛棒」計畫即分析光子最後一次四散的變異

 情形。這種背景輻射首於一九六五年偵測出來 ,但微波或變異情形直

到一九九一年才被太空 總署的「宇宙背景探索者」衛星發現。 

  這枚衛星探測整個天空,但所見非常粗糙, 科學家無法由之觀察複

雜的結構;相形之下, 「回飛棒」計畫只涵蓋二•五%的天空,但解

 析度高卅五倍。「回飛棒」計畫的科學家計畫 再飛行一次,希望看得

更清楚,未來幾年將發 射兩枚衛星更精確、更詳細地分析整個天空。

  辜斯說:「真令人驚訝我們了解了這麼多, 但是還有一些非常非常

基本的問題我們不了解 ,像是宇宙大部分是由什麼組成的。」不過參

 與計畫的科學家表示,「回飛棒」計畫的發現 顯示,宇宙由約三五%

物質及六五%黑暗能量 構成,物質中僅五%為正常物質,而有三○% 

屬於神秘的黑暗物質。黑暗能量被認為是將宇 宙推開並加速宇宙擴張

的力量。