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第6章 大爆炸的余晖宇宙微波背景辐射（第5页）

尽管计算结果毋庸置疑地支持了大爆炸是锻造元素的熔炉，但从中很难看出比氦重的元素是如何形成的。

即便有超过10分钟的时间进行核反应，也无济于事。

正如我们所知道的，自然界中并不存在5个或8个核子的稳定原子核，但要锻造更重的元素只有两种可能：氦有4个核子（2个质子和2个中子），再加入1个核子（形成有5个核子的原子核），或者将2个氦原子核结合在一起（形成一个有8个核子的原子核）。

锻造更重原子核的途径被彻底阻断了。

[106]

阿尔弗就此计算结果撰写了一篇论文，实际上就是他的博士学位论文，他打算用他和伽莫夫的名字署名。

但是他的这位导师确实做得很过分，决定在论文上加上汉斯·贝特的名字。

贝特并未对此做出任何贡献，加上贝特的名字，作者就变成了“阿尔弗、贝特和伽莫夫”

，[107]，[108]这让阿尔弗感到沮丧。

作为一名学生，阿尔弗将来想获得终身学术职位，就需要现在获得尽可能多的荣誉，但伽莫夫却把水搅浑了。

贝特是一位大名鼎鼎的物理学家，曾参与制造原子弹的曼哈顿计划。

贝特最为著名的逸事是在华盛顿特区与纽约的往返火车餐车上，在餐巾纸上计算出了可能为恒星提供能量的核反应链。

人们必然会误以为贝特才是宇宙核合成计算背后的推手。

让阿尔弗最恐惧的是，在博士论文答辩的现场，他发现自己所面对的不仅是伽莫夫和一两名同事，还有大约300名急不可待的物理学家。

然而，生成元素的核反应并不是大爆炸产生的唯一后果。

还有一个，那就是阿尔弗和赫尔曼一直在探索的东西，也就是伽莫夫在阿尔弗办公室的黑板上看到的字迹潦草的计算结果。

就在宇宙诞生大约1分钟后，温度约100亿摄氏度时，每个核子大约伴有100亿个光子。

因此，光子本应占据着物质世界的主导地位，但现在却只占了宇宙组成的非常小的部分。

[109]这就引发了一个问题：那些光子去哪里了？伽莫夫意识到，答案是哪里也去不了。

和核爆炸的热量最终会消散到周围环境中不同，大爆炸的热量无处可去，将被永远封存在宇宙中。

从定义上讲，宇宙就是一切。

因此，作为大爆炸余晖的光子今天肯定还在我们周围。

粗略估算表明，在任意空间内，大爆炸遗留光子的总能量应该与星光的总能量大致相等。

这使得伽莫夫得出结论：遗留光子与星光是无法区分的，所以绝对没有探测到遗留光子的机会。

阿尔弗和赫尔曼意识到伽莫夫错了。

在宇宙诞生后的几十万年，膨胀的火球冷却到大约3000摄氏度时，宇宙历史上的一个关键事件发生了。

此时，原子核和电子的运动速度已足够缓慢，这使得两者可以结合在一起形成宇宙中的第一批原子。

这对宇宙的面貌产生了巨大的影响。

自由电子容易引发散射或改变光子方向，而被束缚在原子周围的电子则不然。

因此，在这个后散射时代（epochoflastsg）之前，光子被迫以“之”

字形穿过空间，就像光子在浓雾的水滴间散射一样。

之后，雾消散了，宇宙变得透明。

与物质解耦（decoupled）后，大爆炸光子能够在空间中不受阻碍地随意直线飞行。

大爆炸遗留下来的光子不再是138.2亿年前其旅程刚开始时的炽热光子，而是在数十亿年间，由于宇宙膨胀被极大地冷却后的光子。

在今天看起来，遗留下来的光子就像短波无线电波，或者说是微波，均匀地分布在天空的各个方向，这也被称为微波传播的各向同性。

阿尔弗和赫尔曼意识到，这种各向同性是区分宇宙大爆炸的余晖与星光的两个明显特性之一，而另一个特性更技术一点儿。

在大爆炸的火球中，光子与自由电子的每一次碰撞反弹都会交换能量。