宇宙论迈向精密科学的里程碑

——2006年度诺贝尔物理学奖评述

(节选)

中国科学院国家天文台研究员邹振隆在《2007科学发展报告》中撰写文章“宇宙论迈向精密科学的里程碑――2006年度诺贝尔物理学奖评述”，文章重点对2006年度诺贝尔物理学奖进行了详细的评述。

2006年10月3日，瑞典皇家科学院宣布，将本年度诺贝尔物理学奖授予美国宇航局戈达德空间飞行中心的约翰•马瑟（John C. Mather）（图1）和加州大学伯克利分校的乔治•斯穆特(George F. Smoot)（图2），以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状，及其温度在空间不同方向上的微小变化。他们利用宇宙微波背景探索者卫星（COBE）进行的这些非常细致的观测，为宇宙起源的大爆炸理论提供了新的有力支持，对宇宙论发展成一门精密科学起到了重要促进作用。

文章指出，在COBE的成功的鼓舞下，NASA的第二代宇宙背景各向异性探测卫星（WMAP）于2001年升空。由于其空间分辨率从COBE的7 °提高到了0.2°，使得人们可以通过比较不同尺度的温度变化（功率谱），以前所未有（约百分之一）的精度证明宇宙是平坦的，并且测定了其中可见物质、暗物质以及暗能量的比例（分别约为4％，23％和73％）。如果考虑到仅仅在十几年前，宇宙膨胀速率、物质密度等基本参数的测量还存在百分之几十甚至数倍的误差，那就有充分的理由将 COBE 取得的成就看作是宇宙论发展成为精确科学的一个里程碑。

文章最后，作者呼吁：里程碑当然不是终点站而只是新长征的起点。我们固然相当精确地了解了宇宙中各类物质的数量，但对占绝大部分的暗物质和暗能量的本质仍然一无所知。这既是21世纪物理学面临的巨大挑战，也是取得突破性进展的难得机遇。为了应对这一挑战，全世界包括中国的科学家正在积极推动一系列新的宇宙学观测和粒子物理实验计划，预祝他们的努力获得成功！（摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2007科学发展报告》）