看來,大爆炸理論比較圓滿地解釋了微波背景輻射產生的原因,但並不是所有問題都解決了。比如人們普遍認為這種輻射是各向同性的,可蘇聯科學家澤爾多維奇等人經過研究,認為這種輻射還應當存在著微小的非各向同性。如果真的發現了非各向同性,就說明這種輻射並不是完全均勻地分布在天空背景上。是否存在著非各向同性,在目前來看還是個謎。
(2)四大天文發現之二:有待繼續探索的脈衝星
1968年2月,英國《自然》雜誌發表了一篇轟動世界的文章:《觀測到脈衝電源》,這種奇特的發射無線電脈衝的天體,後來被命名為脈衝星。這顆脈衝星,就是著名的英國射電天文學家休伊什和女研究生貝爾小姐在1967年夏天偶然發現的。
他們發現,這個天體很有規律地發射一斷一續的脈衝,每經過1.337秒就重複一次。開始,他們以為是地球上某個無線電台發射的訊號。這一假設很快被否定了。後來又懷疑是從某個具有“超級文明”的星球上發來的電報,到最後才肯定這種脈衝信號來自一個未知的天體。
科學家們對這種脈衝現象進行了仔細認真的研究,確定這是脈衝星自轉的結果。它每自轉一周,我們就觀測到一次它輻射的電磁波,因此就形成了一斷一續的脈衝。
這種脈衝星,經研究一致認為就是科學家們早已預言過的中子星。早在1932年,蘇聯著名物理學家朗道就推測,宇宙裏可能存在一種密度很高的、差不多全由中子星組成的中子星。1934年,美國科學家巴德和茲維基又假定說,中子形成於超新星爆發的過程中。休伊什和貝爾的發現完全符合以上的猜測。第一,隻有非常小的天體才能迅速旋轉。脈衝星就具備這個條件,有的最短周期達0.033秒。第二,就目前發現的脈衝星來看,其中一部分就存在於超新星爆發的遺跡中,比如被稱為NP0532的脈衝星,就位於蟹狀星雲的中心。經研究發現,脈衝星所在的地方,正好是超新星爆發時應該形成中子星的地方。
脈衝星有許多奇異的地方,它的體積非常小,我們的地球就可裝得下千萬顆,別看它小,其密度卻大得驚人,有1立方厘米就有幾億噸甚至幾十億噸重。胡桃大小那麼一塊,就需幾萬艘萬噸輪來拉。同時它又是一個超高溫的世界,表麵溫度高達1000萬度,中心溫度高達60億度。它還是一個超高壓的世界,其中心壓力大約有1萬億億億個大氣壓。它的能量輻射也大得驚人,大約是太陽輻射能量的100萬倍。同時,它也是人們已知的、宇宙中磁場最強的天體。
至此,關於脈衝星還有一些問題我們沒有搞明白,如脈衝星內部為什麼應處於超導狀態和超流動狀態?為什麼在周期旋轉中會出現“矢步”現象?“星震”與脈衝星內部結構的某種改變有聯係嗎?為什麼隻有蟹狀星雲脈衝星發射光量子?等等,都有待於進一步探索。
(3)四大天文發現之三:星際分子產生的秘密
轟動一時的星際分子的發現,成為20世紀60年代天文學四大發現之一,立刻引起了物理學家、化學家、生物學家和天文學家的充分重視。
其實,尋找星際分子的工作早就開始了,1937年,科學家們用光學望遠鏡觀測星際氣體雲時,意外地發現了幾種雙原子分子,也就是由兩個原子組成的簡單分子。這一發現,給了人們極大的鼓舞,但直到20世紀60年代,對星際分子的發現才有了長足的進步。1963年,天文學家用望遠鏡發現了一種新的星際分子——氫氧基分子,它由一個氫原子和一個氧原子組成。1965年,又發現了氫氧分子發射譜線,即“微波波段的激光”。這是美國物理學家在50年代就預見到的。從此,人們對尋找星際分子投入了極大的熱情。從1969年美國人湯斯發現甲醛分子以來,又發現了許多星際有機分子。就是在河外星係,也發現了好幾種分子。截至1978年,共發現了48種星際分子,這裏有簡單的雙原子分子,也有複雜的有11個原子的氰基辛四炔,有水分子,有甲111分子,有氰化氫分子,甚至還發現了乙醇分子。在這些元素中,有同生命過程分不開的水分子和氨分子,有合成氨基酸必不可少的甲醛氨化氫和丙炔腈分子。這說明宇宙中可能存在氨基酸。氨基酸是構成蛋白質和核酸的主要原料,而生命就是蛋白質的存在方式。這些星際分子的存在意味著什麼,人們就很清楚了。
既然這些星際分子的存在是如此的重要,人們自然要探討它的來源了。