宇宙17｜为什么选择大爆炸，放弃稳恒态？微波背景辐射的秘密在说今天的内容之前

在说今天的内容之前，我们先讨一个问题，一个科学理论如何才能被称为是一个正确的科学理论？你想一下。
首先它要包含旧的科学理论，或者是已经被观测证实的现象。比如开普勒的理论就包含了哥白尼的理论，那牛顿的理论就包含了开普勒的理论，爱因斯坦的理论又包含了牛顿的理论，可以看出旧理论和新理论之间的关系，就跟套娃是一样。

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第二，新理论需要解释旧理论无法解释的现象，例如开普勒的理论就描述了行星运动规律，牛顿的理论就解释了行星的轨道为什么是椭圆，为什么周期的平方和半长轴的立方成正比。爱因斯坦的理论就解释了水星近日点进动每世纪43角秒的误差。可以看出，新理论和旧理论之间的关系并不是简单、粗暴地推翻，而是不断地修正。
第三，新理论需要提出可被证伪的预言，并且得到观测实证。比如，开普勒的三大定律出来以后，人们首次准确的预言了内行星的凌日现象，牛顿的理论所作出的预言就比较多了，当然爱因斯坦的更多，也更加神奇。这些预言都得到了证实。

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所以只要具备以上三条，我们就可以大胆地认为这个理论暂时性是正确的，没有问题。好，有了以上的共识，我们就说今天的内容，为什么人们选择了大爆炸，放弃了稳恒态。
上节课我们说，大爆炸和稳恒态都包含了两个重要的观测事实，宇宙膨胀以及宇宙学原理，所以在很长时间内，人们无法分辨出两个理论谁对谁错。
但好处是，两个理论对宇宙做出了不同的预言，第一个是对氦来源的分歧，大爆炸认为宇宙诞生的时候是从氢和氦开始的，而稳恒态认为所有的氦都是从恒星中产生的。

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但事实上，宇宙中的氦的含量非常高，虽然像太阳这样的恒星每秒就能产生5亿吨氦，但是就算是把宇宙中所有的恒星都加起来，也不足以解释宇宙中氦的含量。
其次，如果氦真的只是从恒星中诞生的话，那氦的分布应该跟恒星的分布密切相关，但是观测事实表明，氦要比恒星分布得更加广泛，更加均匀。所以从氦的含量和分布就能看出，大爆炸理论关于核合成的预言更符合观测事实。
第二个是对星系形成时间的分歧，大爆炸理论认为宇宙中的星系基本上是同一时间形成的，所以我们在银河系附近就找不到婴儿星系，但只要我们往远处看，就能看到婴儿星系了。
而稳恒态理论认为，随着宇宙的膨胀，星系在不断地形成，所以我们应该能在银河系的附近找到婴儿星系。

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这个预测的分歧，在上世纪的60年代就有了结果，因为人们这时已经拥有了一种新型望远镜，射电望远镜，相比于光望远镜它更像是一台巨大的收音机，专门用来捕捉来自遥远宇宙的无线电波，并且把他们转化成可视图像，或者是声音，给人们提供了一种新型的观测手段，它可以看到光学望远镜看不到的景象。
由于射电波的能量很低，所以射电望远镜的直径一般很大，能够达到几十米，上百米。而且我们还能将不同地方的射电望远镜连接在一起，组成一个数千米宽的虚拟射电望远镜。
通过射电望远镜的观察，人们发现宇宙中很多的射电源距离地球很远，其中一个典型的例子就是类星体，意思就是看起来像恒星的一种天体，以前人们不知他们是啥，所以就给他先起了这样一个名字。

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现在我们知道，它就是婴儿星系，在它的中心有一个非常巨大，且正在大量吞噬物质的黑洞，所以在类星体的一侧都有一个物质喷流，我们发现他们距离我们至少30亿光年以上，从来没有银河系的附近找到过这样的天体。
其实类星体不仅能在射电望远镜中看到，可见光望远镜也可以，视亮度就跟普通的恒星一样亮，甚至X射线波段的望远镜也能看到他们，这说明了啥？
你想一下，它距离我们最少30亿光年，退行速度可以达到光速的1/3 ，这说明了一个类星体的辐射功率能够达到一个星系的几万倍，它的辐射主要就来自于黑洞的物质喷流。