半套雷达 (RADAR) 能看懂宇宙吗？

■雷达 (RADAR) 这个英文字，倒过来看一样是雷达，正好反映了雷达主动发出波之后，还要等反射回来，才能了解对方的原理。物理学家如何运用这个原理，探索宇宙的实相？

在二十世纪初期，物理界有几个悬而待决的问题：如何解释观测以太是否存在的迈克生-莫雷实验 ( Michelson–Morley experiment) ？如何修正黑体辐射？原子光谱又是怎么一回事？其实这几个问题背后都是同一回事：电磁波的本质。任何温度在绝对零度以上的物体，都会发出电磁波，这就是黑体辐射;至于在任何给定的温度之下，黑体辐射的辐射率与频率之间的关系，则由普朗克定律加以解释。

从 1940 年代开始，物理学家开始揣想，黑体辐射能否用来解释宇宙微波背景辐射 (CMB) ，并且纷纷提出预测值，从 50K 到 3K 都有(总归来说，宇宙真的是一个非常冰冷的地方)。曾经在二战时任职于麻省理工辐射实验室的迪克 (Robert Dicke) 等人，更在 1960 年代提出宇宙微波背景辐射，就是大霹雳时残留下来，年代最古老的光。然而他们这些理论物理学家预测归预测，始终没能真正观测到有形有象的宇宙微波背景辐射，反倒是在贝尔电话公司服务的工程师彭齐亚斯 (Arno Penzias) 跟威尔逊 (Robert Wilson) ，为了排除接收通讯卫星讯号的天线，所收到来路不明但始终存在的背景噪音，意外发现了宇宙微波背景辐射，并且因此获颁 1978 年的诺贝尔物理奖。

在地球上观测宇宙微波背景辐射，必须要排除各种其他的辐射来源，所观也仅侷限一地，因此 NASA 后来发射了专为探索宇宙论的宇宙背景探测者卫星 (COBE) ，在太空中对宇宙微波背景辐射进行精密的测量。主持这项计划的斯穆特 (George Smoot) 跟马瑟 (John C. Mather) ，因此成为 NASA 唯一获颁诺贝尔物理奖的科学家。后来 NASA 再接再厉，在 2001 年发射威尔金森微波各向异性探测器 (WMAP) ，更精确地确认宇宙标准模型的各项参数;到了欧洲太空总署在 2009 年，发射普朗克探勘者号观测卫星 (Planck Surveyor) 时，观测的精确度又不可同日而语了。

雷达虽是战争需求的产物，不过也可以成为人类探索宇宙的利器。随着雷达探勘技术的长足进步，人类对于宇宙穹苍的认识，希望也能够随之更为提升。