许林玉/编译
阿诺 · 彭齐亚斯是天体物理学家,宇宙微波背景辐射的发现者之一,通过无线电波观测证实了宇宙大爆炸的起源。
阿诺 · 彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特 · 威尔逊(Robert Wilson)的发现颠覆了人类对宇宙的认知。1964年,他们检测到来自天空的射频辉光,即我们现在所熟知的宇宙微波背景辐射。这一观测成果不仅证实了宇宙大爆炸模型,也开启了精确宇宙学的新纪元。正是凭借这一开创性贡献,彭齐亚斯和威尔逊荣获1978年诺贝尔物理学奖。2024年,彭齐亚斯以90岁高龄辞世。
彭齐亚斯和威尔逊进一步开展了毫米波范围内的无线电波检测研究,并成功地在星际气体和尘埃云中识别出一氧化碳(CO)和氢的同位素氘等分子,从而为揭示恒星和星系的起源提供了重要的线索和启示。
1933年,彭齐亚斯出生于德国慕尼黑,父母均为波兰裔犹太人。1938年,彭齐亚斯全家被纳粹逮捕并被送往波兰。幸运的是,由于波兰当时已不再接收犹太人,他们乘坐的火车被遣返。1939年,阿诺和四岁的弟弟冈瑟(Günther)被英国儿童救援组织成功救出,并被带到了英国。随后不久,他的父母也来到英国。1940年,彭齊亚斯随家人一起迁居纽约市。
在布鲁克林技术高中毕业后,彭齐亚斯于1951年进入纽约市立学院,并于1954年顺利毕业,获得物理学学位。在军队通信部队从事雷达相关工作两年后,他进入哥伦比亚大学继续深造,师从微波激射器发明者查尔斯 · 汤斯(Charles Townes),并获得物理学博士学位。1961年,彭齐亚斯加入贝尔实验室无线电物理研究部。
当时,贝尔实验室正在利用回声卫星进行太空电信实验——这些回声卫星是直径30米的聚酯薄膜气球,能够将微波信号从地球上的某一个点反射到另一个点。克劳福德山建有一个孔径达6米的喇叭天线,用于测量这些微波束,彭齐亚斯和威尔逊则利用这一设备对银河系的辐射进行深入研究。1964年,两人发现整个天空都弥漫着均匀的过量辐射,甚至存在于银河系较为暗淡的区域。这一信号源自早期宇宙,当时宇宙仅存在38万年。
1960年代,普林斯顿大学的罗伯特 · 迪克(Robert Dicke)天体物理研究团队开始寻找此前曾被预测的微波信号。然而,彭齐亚斯和威尔逊对此一无所知,直到发现微波信号之后,他们才得知迪克团队也在寻找这种辐射。随后,他们与迪克团队取得联系。1965年,《天体物理学杂志》连续发表了两篇论文,其中一篇出自迪克团队,另一篇则是彭齐亚斯和威尔逊的杰作。
彭齐亚斯和威尔逊还将贝尔实验室最先进的毫米波接收器带到亚利桑那州基特峰的一个口径达11米的大天线处,以探寻星际分子的踪迹。1970年,他们和基思 · 杰弗茨(Keith Jefferts)共同宣布,在猎户星云区域发现了波长为2.6毫米的CO发射谱线。自此,由该团队发现的CO和其他分子便成为星际分子云和恒星形成的主要示踪剂。1980年代,彭齐亚斯继续利用克劳福德山的天线,探寻星际分子中常见元素的稀有同位素。
1976年至1979年,彭齐亚斯担任无线电物理研究实验室负责人。随后,在1981年至1995年间,他担任贝尔实验室的研究副总裁,并于1995年至1998年担任首席科学家。在此期间,由于管理工作任务繁重,他不得不搁置自己的研究工作。尽管如此,他依然积极投身于信息技术,并撰写了两本相关著作。1995年,彭齐亚斯迁居至加利福尼亚,出任贝尔实验室分拆公司朗讯科技的首席科学家。65岁退休后,他加入了硅谷风险投资公司“新企业协会”,为信息技术和替代能源领域的新兴公司提供咨询。
作为一名科学家,阿诺深谋远虑,满怀温情。步入晚年时,他依然对科技与社会之间的互动保持浓厚的兴趣,许多个人和组织都从他的建议中受益良多。
资料来源Nature