当阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在 50 年前做出他们获得诺贝尔奖的宇宙大爆炸发现时，并没有“顿悟”时刻。相反，他们感到沮丧，因为他们的望远镜显然发生了故障，探测到一层背景“噪声”，干扰了他们追求的真实数据。直到后来，当他们意识到他们的噪声实际上是一些有史以来最早的光——所谓的宇宙微波背景 (CMB) 辐射——天文学家们才意识到他们所做的成就。
“当时这真是令人失望，”威尔逊在最近发现 50 周年庆典上回忆道。“当然，现在回想起来，这份看起来乱糟糟的记录是我们拥有的关于宇宙大爆炸的第一个证据。”威尔逊、彭齐亚斯和许多其他科学家于 5 月 20 日聚集在这一发现的地点，新泽西州霍姆德尔的贝尔实验室。正是在 1964 年，这对搭档无意中发现了宇宙大爆炸后不久遗留下来的微弱光芒，当时宇宙已经从最初极其高温和稠密的状态冷却下来，足以让光子在太空中自由流动。那早期的光芒从此一直在宇宙中传播，并以静电形式出现在贝尔实验室的六米号角天线射电望远镜上。
彭齐亚斯和威尔逊首先考虑并否定了许多对这种错误光线的可能解释，其中最著名的包括，它是天线上鸽子粪便污染的想法。“阿诺和我架起梯子，爬上去擦洗了号角内部，”威尔逊回忆道，但这没有任何作用：光线仍然存在。最终，他们意识到这与 20 世纪 20 年代首次提出的宇宙大爆炸理论的预测非常吻合，为宇宙起源于非常紧凑的状态，并一直持续膨胀的观点提供了一些最早的证据。这一发现是如此深刻，彭齐亚斯用精神层面来形容它。“发现这一点之后，这就像我所能达到的宗教体验一样，”他在周年纪念活动上说道。
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1978 年，彭齐亚斯和威尔逊因他们的发现而被授予诺贝尔物理学奖——这一发现不断揭示宇宙的新层面。今年三月，BICEP2 实验背后的科学家宣布，他们探测到CMB 中的偏振特征，这很可能是由宇宙快速膨胀（一个被称为暴胀的时期）期间诞生的引力波产生的，据认为暴胀发生在宇宙大爆炸之后。如果这一发现站得住脚，它将标志着我们对早期宇宙理解的重大进步，而这直接得益于彭齐亚斯和威尔逊 50 年前的突破。
该发现和 BICEP2 的工作突显了天体物理学研究方式在过去几十年中发生的重大变化。最初的发现是由两个人使用小型望远镜完成的，而 BICEP 2 合作则涉及来自全球 11 个机构的数百名科学家，他们使用南极最先进的仪器之一来探测信号。同样，2012 年发现希格斯玻色子也来自一个由数千名研究人员组成的国际合作，他们使用了价值数十亿美元的粒子加速器。趋势很明显：如今的重大发现往往来自大型合作，使用大型且昂贵的仪器。“这是科学规模的差异，”威尔逊说。“我真的很喜欢小型团队的方法——能够决定你想做什么，然后就去做。”
回到 20 世纪 60 年代，仍然有整个电磁频谱是天文学家尚未充分探测的，而第一批探测新领域的仪器很容易做出突破性的发现。现在，找到这样未开发的领域变得更加困难。“我们还没有探测过的频谱区域已经不多了，”威尔逊说。“如果你能观察到以前没有人测量过的参数，你可能会发现新的东西。”
而且，科学家们现在瞄准的信号类型往往非常微妙，需要极其先进的望远镜和仪器，如果没有一个庞大的团队支持，这些望远镜和仪器是无法设计或资助的。此外，这些实验经常产生如此大量的数据，以至于需要数百或数千名研究人员来分析结果，通常借助计算机、计算机集群或超级计算机。
但这并不意味着没有伟大的谜团有待解决，或者像 CMB 发现这样的惊天动地的发现已经成为历史。正如威尔逊指出的那样，暗物质和暗能量——宇宙中质量和能量的两种最主要形式——完全无法解释。“我们真的不知道，”他说，“宇宙中 96% 是什么。”