用中学生能听懂的语言讲2019诺贝尔物理奖（上）：宇宙从哪里来，到哪里去？

admin 2019年12月11日

科学小常识

10[db:标签]��8日，诺贝尔物理学奖的一半被授予詹姆斯·皮布尔斯，因为他在物理宇宙学方面的理论发现。皮布尔斯提出了严格的数学模型和物理理论来描述和解释宇宙在大爆炸后的演变。这些理论模型与实验观察非常一致，使宇宙学从描述性和思辨性的学科发展成为可预测和可验证的精确科学。

旧金山加利福尼亚州立大学物理和天文学系的曼·威宁教授称赞道:“人类科学2000年历史中那些聪明勤奋的灵魂，包括皮布尔斯，帮助我们在短暂的生命中看到了如此遥远的过去和未来。”今天，她希望利用流行的、有趣的和严谨的科普让更多的人欣赏科学的美，并知道我们的宇宙来自何方，将走向何方。

写作|曼·威宁(加州州立大学旧金山分校物理学和天文学终身教授)

每年十月是时候向每个人尽可能广泛地介绍诺贝尔物理学奖了。我希望我能尽可能用接近中学物理的语言来清楚地解释这些诺贝尔奖获奖作品做了什么，为什么，如何，有什么结果和前景。

2019年诺贝尔物理学奖的一半颁给了普林斯顿大学的詹姆斯·皮布尔斯，“因为他在物理宇宙学方面的理论发现”，而另一半则联合颁给了瑞士天文学家米歇尔·马约尔和迪迪尔·奎罗兹作为导师，奖励他们“发现太阳系外的恒星行星”。

这是非常特殊的一年，因为涉及的两个领域相距甚远。一是研究浩瀚宇宙的发展史，二是寻找太阳系以外的行星。宇宙物理学和天体物理学实际上是两个完全不同的学科。尽管这种结合非常罕见，但关于获奖原因的演讲仍然可以结合在这句话中:奖励他们“对理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置所做的贡献”。

是的，重要的是这两部作品深刻地改变了人类对宇宙的理解。

我们是谁？我们是哪里人？我们要去哪里？几乎所有哲学分支都会关注这些原始问题。

此外，我们的宇宙来自何方，我们的宇宙将走向何方？恐怕这也是任何好奇的灵魂都非常关心的问题。

科学家在100年前发现，从地球观测到的遥远星系的光谱经历了红移(较低频率)，这意味着星系正在远离我们。1916年爱因斯坦提出了广义相对论，它彻底改变了人们对时间和空间的理解，推翻了以前认为宇宙是静止不变的观点。1929年，美国天文学家哈勃证实，离我们更远的星系正以更快的速度远离我们，这表明整个宇宙正在膨胀，现代宇宙学开始萌芽。

这门科普太长，涉及太多领域。我把它分成两部分。第一部分介绍了宇宙的起源和演化，第二部分介绍了如何找到太阳系外的行星以及找到什么。

詹姆斯·皮布尔斯坐在中间。|图片来源:普林斯顿大学

让我们先谈谈皮布尔斯。他对宇宙学理论的贡献是如此广泛，以致于人们一时难以知道哪一项或哪些特定的工作为他赢得了诺贝尔奖。

与他相似的是已故普林斯顿大师约翰·惠勒(John Wheeler)(1911-2008)，他揭示了核裂变的机制，将广义相对论广泛引入物理学，创造了黑洞、虫洞和多重世界等词汇和概念，是许多诺贝尔奖获得者(如理查德·费曼)的导师或同事。然而，诺贝尔科学奖(Nobel Prize for Science)是用来为特定的个人独立原创项目颁奖的(例如，爱因斯坦因发现光电效应原理而获得诺贝尔奖)，这与其说是终身成就奖，不如说更像是电影最佳导演或主角奖。因此，关于诺贝尔奖，像惠勒这样在许多方面做出巨大贡献的大师并不像那些偶尔因特殊工作而获奖的人那样幸运。例如，唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)，他因在学生时代与导师热拉尔·莫罗一起发明激光啁啾脉冲放大技术而获得2018年诺贝尔奖。如果惠勒今年还活着，那可能就不一样了，因为皮布尔斯奖开始具有终身成就奖的意义。

诺贝尔奖官方网站的演讲如下:“詹姆斯·皮布尔斯(James peebles)关于物理宇宙学的观点丰富了整个研究领域，并为宇宙学在过去50年中从推测到科学的转变奠定了基础。他的理论框架从20世纪60年代中期开始发展，是我们当代宇宙思想的基础。”

peebles最重要的贡献是他的理论研究已经将宇宙学从一门经验描述学科提升到一门精确、可验证和可预测的科学。有句谚语叫做“任何不能被任何方式证伪的命题都不能被称为科学命题”。这意味着科学在本质上是可验证和可预测的。如果一个理论永远不能被验证或证伪，它就不能被视为基本科学，而是一种假设。

哈勃太空望远镜拍摄了这张照片。照片上几乎每个点都是一个遥远的星系。|图片来源:美国国家航空航天局、欧空局、m邮差和d coe (stsci)和碰撞小组

由于观察到宇宙正在膨胀，根据时间的推断，宇宙应该是一个更物质密集和能量密集的宇宙。哈勃望远镜和其他望远镜可以让我们看到数十亿光年以外的星系，这意味着我们从这些星系接收到的光信号来自数十亿年前，也就是说，当我们深入宇宙时，我们很久以前就看到了一个更年轻的宇宙，它确实更致密、更热。基于爱因斯坦在时间轴上推出的广义相对论，科学家们提出了宇宙起源的大爆炸理论。当皮布尔斯在20世纪60年代开始这一领域的研究时，大爆炸仍然是一个几乎没有证据支持的理论，很少有人研究宇宙模型。皮布尔斯的工作为这一理论的发展做出了突出贡献。

宇宙演化示意图。|图片来源:维基百科

接下来我们将详细讨论这些问题:

什么是大爆炸理论？

大爆炸前的宇宙是什么？

大爆炸后到底发生了什么？

大爆炸理论的实验证据是什么？

一些未解决的问题和宇宙的未来

什么是宇宙大爆炸理论？

大爆炸理论是描述宇宙起源和演化的理论模型。这个模型理论上基于爱因斯坦的广义相对论，并得到了当今最广泛和最精确的科学实验观察的支持。通过广义相对论及时推回宇宙的膨胀，可以得出这样的结论:大约138亿年前，宇宙开始于一个密度极高、温度极高的原始状态(奇点)。在膨胀和冷却过程中，重子、原子核、原子等。开始形成。在大爆炸后的38万年里，宇宙变得透明，电磁波(光)能够在太空中传播。随着宇宙的膨胀和冷却，这些古老的电磁辐射演化成微波背景，它存在于整个宇宙中，包含了许多关于早期宇宙的信息。随着宇宙继续膨胀和冷却，可观察到的天体结构如星云、恒星、星系等。慢慢进化，而初级核合成产生的轻元素核的丰度(相对比例)仍停留在宇宙诞生之初。皮布尔斯发明的理论工具和计算方法可以解释这些痕迹(微波背景辐射、轻元素丰度等)。)从宇宙开始到现在仍然可以观察到，并发现新的物理过程。

大爆炸及其演变的示意图。图中从左到右是时间进程的方向。垂直于时间轴的维度代表宇宙继续膨胀的空间。|图片来源:美国宇航局

在大爆炸之前宇宙是什么呢？

人们经常问，如果宇宙是从大爆炸开始的，那么大爆炸之前的宇宙是什么？

大爆炸的起点是我们现在宇宙中时间和空间的起点。有些人问之前是什么的原因是因为人们习惯了日常经验赋予我们的时间和空间的概念。

例如，如果我是一只生活在平原上的蚂蚁。根据太阳，我可以区分东南和西北。我可以看到地球向四个方向延伸:东南和西北。我对空间的概念是一个无限延伸的平面。如果有人告诉我地球上有一个北极，我会感到非常困惑，并问:“我们一直向北，向北，到北极，然后再向北。”

因为你目前对空间的理解不再是一个向四面八方无限延伸的平面，你可以想象一个三维空间，并且知道地球是球形的。因此，你会告诉我:“空间不是一个无限延伸的平面。在地球表面，你必须一直向北走。到达北极后，你就不能再往北走了，因为在北极，无论你怎么走一小步，你都在往南走。”这些是现代人很好理解的，但是对于那些认为空间是无限延伸的平面的蚂蚁来说，很难想象。

蚂蚁般的人习惯于平面空间的东南和西北的无限延伸。我们习惯于认为时间可以在过去和未来无限延长。因此，我们很难想象宇宙中的时间有一个起点。如果我们回到起点，就没有前进的路了(就像北极一样)，因为我们宇宙中的时间从那里开始。

那是大约138亿年前的事了，起点是我们大爆炸的时刻。

在大爆炸之后具体发生了什么？

自大爆炸以来，具有高密度、高温和高压的宇宙迅速膨胀和冷却。膨胀后大约10-37秒，宇宙经历了指数膨胀。在膨胀结束后的10-33到10-32秒，夸克和其他基本粒子出现在稍微冷却的宇宙中。此时，宇宙仍然非常热，粒子随机移动，高速碰撞，而粒子-反粒子在碰撞中不断产生和湮灭。

随着宇宙的不断膨胀和冷却，宇宙的温度降低到不能随机产生新的粒子-反粒子对的程度。高能粒子物理实验室的研究可以完全匹配现阶段与宇宙温度相对应的粒子能量，因此人们对宇宙此时及以后的演化过程的掌握比最初的膨胀过程要准确得多。此时，所有粒子——反粒子——继续成对湮灭，形成大量光子(电磁波)。由于粒子的数量略大于反粒子的数量(原因尚不清楚)，几乎所有的粒子都是正粒子(如质子、中子和电子)，而且速度明显低于光速。此时，宇宙能量密度的主要贡献来自正负粒子湮灭产生的大量光子(一小部分来自中微子)。

大爆炸后几分钟，宇宙温度降至约10亿开尔文，一些减速质子和中子开始结合成比氢原子核(质子)更复杂的原子核(如氘和氦原子核)。

大爆炸后大约38万年，电子和原子核开始在膨胀和冷却的宇宙中结合成原子(主要是氢原子)。宇宙开始变得透明，因为光子(电磁波)相对自由地传播(而不是被电子和质子吸收和散射)。大约38年前宇宙中产生的电磁波辐射一直在宇宙中传播。它们的残余形成了今天宇宙中的微波背景辐射。从今天这些光子的能量，可以推断出早期宇宙的温度下限、密度和能量分布等信息。

听起来很神秘，但可以慢慢理解。例如，每个人都可以想象冰融化的过程:随着温度的升高，固体分子携带的热运动能量增加，直到这些单个分子的能量大到足以脱离分子间晶格力的约束，固体融化成液体。温度继续上升超过沸点，分子能量足够大，可以完全除去剩余的分子，从而沸腾成自由气态。当温度高达几千度时，粒子热运动的能量会撕裂原子并产生等离子体(例如，地球大气层上方数百至一千公里的电离层)。随着温度的持续上升，原子核和电子之间的键将被打破，而对应于10亿度以上温度的能量可以将原子核分开。无论温度有多高，质子和中子都不能稳定存在，等等。

所以你可以想象当温度高于1016度，kT能量远高于1T(1012)电子伏特时

随着宇宙不断膨胀和冷却，宇宙的能量密度主要来自静态质量产生的引力的贡献，并以光子(电磁波)的形式超过了原始能量密度。宇宙早期稍不均匀的密度差将逐渐扩大。由于密度稍高的区域对附近的物质有较强的引力，这些区域的密度将进一步增加。经过长时间的进化，我们观察到的宇宙结构，如星云、恒星和星系，将最终形成。最早的恒星诞生于2亿到4亿年前，而我们的太阳系诞生于46亿年前，大约在大爆炸后的92亿年。

宇宙大爆炸理论的实验证据

为什么科学家普遍接受大爆炸理论，并能生动地讲述这么多细节？

正如我们之前提到的，以皮布尔斯为代表的科学家奠定了物理宇宙学的理论基础，并提出了严格的数学模型和物理理论来描述和解释宇宙在大爆炸后的演化。最重要的是，这些理论模型在以下几个方面与人们观察到的实验结果非常一致，使宇宙学从一门描述性和思辨性的学科发展成为一门可预测、可验证和准确的科学。

1。宇宙年龄

不同的方法独立地测量和计算宇宙年龄(从大爆炸到现在的时间间隔)。宇宙背景辐射的测量给出了宇宙的冷却时间，宇宙膨胀率的测量也可以向前推导以计算其近似年龄。包括普朗克飞船、威尔金森微波各向异性探测器等测量宇宙微波背景辐射及其温度波动的系统，以及利用ia型超新星进行宇宙膨胀测量等。取得了非常一致的结果。公认的宇宙年龄现在可以定义为137.9亿±200亿年。

2。哈勃红移

哈勃红移是我们之前提到的。从遥远星系观测到的地球光谱都经历了红移(较低频率)。此外，星系离我们越远，红移就越严重，这意味着它们离我们越远。速度与距离之比被称为哈勃常数。这不是因为我们是宇宙的中心。宇宙中不同的观察点(不是特定的中心)可以以更快的速度观察到彼此相距较远的星系。因此，这是整个宇宙本身的膨胀。我们可以想象，在烤箱中添加葡萄干的面包胚的膨胀过程中，整个空间都在膨胀，葡萄干和葡萄干之间的距离在增加，葡萄干之间的距离越远，增加的越快。大爆炸的理论模型最初是基于观测到的哈勃红移建立的。哈勃常数的广泛测量为大爆炸理论提供了强有力的证据。

3。宇宙微波背景的存在和结构

宇宙微波背景(CMB)是一种非常微弱的宇宙背景辐射，它充满整个空间，几乎是各向同性的，与任何恒星、星系或其他物体都没有关系。1964年，美国无线电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊偶然发现了宇宙微波背景辐射，这为他们赢得了1978年诺贝尔物理学奖。但是起初他们不知道这些无处不在的微波是什么。

测量的宇宙微波背景图。|图片来源:普朗克协作

peebles，和其他科学家一起，意识到这种无处不在的宇宙微波背景是大爆炸的遗迹。它遵循黑体辐射规律，相应的峰值频率为60G赫兹，而峰值波长约为1毫米，每个光子携带能量的相应温度为2.7卡尔文(Calvin)，即绝对零度以上约2.7度。

如前所述，大爆炸后大约38万年，宇宙冷却到质子和电子可以结合形成中性氢原子的程度。光子(电磁波)可以开始穿越空间，而不是被宇宙中充满的电荷(质子和电子)散射。那时，宇宙开始对电磁波变得透明。那时，电磁波一直传播到现在。然而，宇宙空间的膨胀导致波长随时间而增加。根据普朗克的关系，波长与能量成反比；根据玻尔兹曼关系，能量是成正比的

1966年，皮布尔斯意识到宇宙背景辐射所代表的温度提供了宇宙大爆炸后产生了多少物质的信息。他将粒子物理理论与从宇宙背景辐射数据中获得的物质和光子的比率(辐射能)结合起来，对大爆炸后合成的不同原子核的丰度(比例)进行了第一次严格的计算。

大爆炸三分钟后，当宇宙冷却到足以形成稳定的质子和中子时，发生了初级核合成。只有一个质子的氢原子核是最常见的。当宇宙温度降至10亿开尔文(kT能量约为10万电子伏)时，氘(一个质子和一个中子)可以开始稳定存在，氦原子核开始形成。那时，氢、氦、锂、铍及其同位素的原子核形成于我们初中开始记忆的周期表的顶部。这个原始的核合成过程是普遍的，遍及整个炽热的宇宙。

但是这个过程只持续了十分钟。从那以后，宇宙的温度和密度不再满足核聚变的条件，所以没有比铍更重的原子核了。从那时起，宇宙元素周期表顶部轻元素的丰度(质量或数量的相对比例)就被传了下来。

peebles和其他科学家通过严格的理论推导，计算出初级核合成时75%的质量是氢，25%是氦，0.01%是氘，以及极少量(10-10)锂，其中考虑了早期宇宙中光子与重子的比例，宇宙早期温度和速度随时间快速变化的模型，以及核聚变的能量条件(即温度条件)。宇宙中观察到的氢和氦的丰度与理论值之间的一致性是大爆炸理论的有力证据之一。

你可能会想，这些重元素是如何以及从哪里来的？例如，我们熟悉这个世界:大约90%的地球质量是氧、硅、铝和铁。

原来宇宙中除了氢和氦之外，几乎没有其他物质。最初的原子核合成后，在极端条件下产生了新的元素(较重的原子核)，如恒星中的核聚变，有些后来成为形成行星的材料(如地球上的氧、硅、铝和铁)，但所有重元素的总量都很小，以至于宇宙中最初几个轻元素的丰度没有显著变化。

例如，在太阳系的主要行星中，只有4颗岩石恒星(水星、金星、地球和火星)，其中地球最大，但它仍然只有太阳质量的33万倍。太阳系中的巨星，如木星和土星，质量中90%是氢。此外，尽管木星的质量是地球的318倍，但它仍然比太阳小1000倍。几乎整个太阳系的所有质量都集中在太阳上，太阳质量的71%是氢，27%是氦。我们现在在宇宙中有75%的氢，24%的氦和1%的其他元素的平衡，这与最初的核合成模型的解释非常一致。另一方面，将这些重核的相对丰度与众所周知的重核反应条件相结合，科学家们也为理解自那时以来宇宙中恒星和星系的演化提供了信息和证据。

5。星系分布中的大尺度结构

宇宙中的大尺度结构是指质量和光在宇宙中的大范围分布结构(如亿万光年的大小)。

浩瀚的银河系大约有16万光年宽。成千上万的星系被重力束缚形成星系团，而星系团又反过来形成星系团。包括银河系和仙女座星系在内的几十个星系组成了本地组。处女座星系团由2000多个星系组成，离我们5000多万光年。M87星系的中心是人类拍摄的第一张黑洞照片的主题。局部星系团和属于局部星系团的处女座星系团都属于较大的层结构:直径为1亿光年的处女座超星系团(Virgo Supercluster)。

从地球到哈勃体积。|图片来源:安德鲁·科尔文/维基百科公共资源

超级集群可以形成更大规模的“长城”。星系团、星系团、超星系团和巨大的墙被

宇宙微波背景是我们宇宙中“最古老的光”，它一直传播到今天。它携带的信息揭示了早期宇宙中不同方向的微小温度波动，这是后来演变成宇宙大规模结构的种子。皮布尔斯是20世纪70年代提出宇宙结构形成理论的先驱。该理论描述了早期宇宙中微小的局部密度和温差是如何在宇宙膨胀过程中形成可观测的大尺度宇宙结构的。他贡献的λ冷暗物质理论(λλCDM)认为宇宙结构是分层生长的。小结构在自身万有引力的作用下坍塌，然后合并成连续的层状结构，形成更大更重的结构。该模型的预测与宇宙学大尺度结构的观测结果基本一致。

仍待解决的问题和宇宙的未来

peebles在经验大爆炸理论的上述几个领域做出了杰出贡献，因此他将宇宙学从一门经验描述学科提升到了一门严谨、定量和可验证的科学。然而，他谦虚地说，他的成就得益于许多同事的贡献，包括一些前苏联科学家。

得到各种实验结果最广泛、最准确支持的大爆炸模型已经成为科学界的共识，但仍有一些未解决的问题。我们知道的越多，我们就暴露在越多的未知和不确定中。

例如，如前所述，暗物质是一种强大的质量，在宇宙中被广泛观察到，并参与万有引力。它也是解释宇宙大规模结构以及氦和氘相对丰度的理论模型不可或缺的一部分。它们不是我们熟悉的常规物质。与质子、中子和电子不同，它们根本不参与任何电磁相互作用，所以它们被称为暗物质。例如，在银河系内部，所提供的重力足够强大，足以将高速旋转的恒星保持在银河系外围，这样它们就不会飞出银河系，而银河系的质量远远大于银河系中心黑洞的质量和银河系中各种恒星的质量。这些存在并提供万有引力的物质不发光，也不参与任何电磁相互作用。它们广泛分布在宇宙中。它们也会扭曲星系向地球发出的光，形成透镜效应，通常被称为引力透镜。这种暗物质占整个宇宙的26.8%，而我们熟悉的常规物质仅占4.9%。然而，由于暗物质不参与电磁相互作用，在实验中从未捕获或发现暗物质粒子。它们是什么仍然是个谜。

宇宙的当前组成和宇宙38岁时的组成。|图片来源:美国宇航局

例如，直到20世纪90年代，人们才开始在观察中确认宇宙不仅在膨胀，而且在加速(2011年诺贝尔奖)。目前，加速宇宙膨胀的原因归因于爱因斯坦方程中的正宇宙常数或“真空能量密度”。根据质量和能量相等的原理，这意味着宇宙质量或能量的68.3%是导致宇宙加速膨胀的能量。我们称之为暗能量，但我们仍然对暗能量知之甚少。

此外，宇宙的命运取决于宇宙的曲率和密度。尽管宇宙微波背景各向异性检测实验结果证明宇宙是平的(不是封闭的或开放的)，误差仅为0.4%。迄今为止，基于对宇宙膨胀速率和质量密度的大量测量，一个将无限膨胀直到最终“冻结”的宇宙得到了支持。然而，科学界对宇宙的未来仍然没有绝对的结论。

持续加速膨胀有可能导致宇宙冷却，逐渐接近绝对零度。在这种情况下，估计在1万亿到100万亿年后，新的恒星将不会再次形成。当现存的恒星耗尽燃料并停止发光时，宇宙将逐渐变暗，称为大冻结。暗能量的加速膨胀效应也有可能增加，最终导致恒星的“大撕裂”

当然，与太阳系46亿年的短暂历史和灵长类动物100万年的历史相比，宇宙未来100亿年或1万亿年的命运还很遥远。古人嘲笑杞人忧天者，哪里知道我们的宇宙不是永恒的。事实上，我并不太忙于担心宇宙的命运。太阳系中行星的命运更加清晰和接近。根据恒星演化的历史，我们知道从现在起的11亿年内，太阳将比今天亮10%，地球将变得非常热，无法生存。35亿年后，太阳将比现在亮40%。海洋将会沸腾，大气中所有的水蒸气将会消失在太空中，地球将会变成另一个又热又干又没有生命的金星。大约54亿年后，太阳将耗尽氢，它的核聚变原料，从主序恒星中消失，成为一个吞噬水星和金星的红巨星，然后成为一颗白矮星，一万亿年后将再次消失。(太阳的质量不足以成为超新星。)

但毕竟那是几十亿年后的事了。你越了解广阔的星空和宇宙，你就越能意识到人类的渺小。恐怕人类短暂的历史只是宇宙长河中的一朵小小的浪花。

庄子说，“井里的青蛙不能对大海说话，只能呆在空虚里。夏天的昆虫不能和冰冻的人说话，但它们可以同时说话。”多亏了人类科学2000年历史中那些聪明的灵魂，包括今年的诺贝尔奖得主皮布尔斯，他们帮助我们“夏季昆虫”在短暂的生命中看到了如此遥远的过去和未来，深刻地改变了人类对宇宙和世界的理解。

我的生命是有限的，知识是无限的。皮布尔斯说:“每次我认为大自然是按照我们能找到的规则运转的，我都会感到惊奇。”他对年轻学者说:“我们在这里是为了研究、现代化和对科学的热爱……”(我们这样做是为了研究的乐趣、迷恋和对科学的热爱.)

虽然皮布尔斯在我进入普林斯顿大学物理系时名义上已经退休，但从那以后他一直积极工作很长一段时间，我很幸运能和他有短暂的接触。事实上，“他体现了普林斯顿大学在物理学、宇宙学和万有引力方面杰出和开拓性研究的传统，以及该大学将最好的学者带入课堂的承诺。”正是这些聪明的灵魂激励我们探索“有限与无限”的科学之路。

“我们是谁？我们从哪里来，我们要去哪里？”也许这篇文章可以帮助你了解一点宇宙的起源，然后我将在下一篇文章中更加深入地阐述。从地球开始，我将详细介绍科学家如何找到太阳系外行星的具体方法以及他们的发现。“我们是谁，我们在哪里？”我们的太阳系，我们的地球，特别吗？它是独一无二的吗？

作者介绍

Man Weining博士，吉林大学初级班学士学位，普林斯顿大学物理系博士学位，普林斯顿大学和纽约大学博士后工作。目前，她是旧金山加利福尼亚州立大学物理和天文学系的终身教授。她的研究团队从事软凝聚态物理、无序材料、准晶、光子能隙和非线性光学的研究。欢迎关注她的个人科普微信公众号mv0(零号)。

References

[1]https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2019/press-release/

[2]https://www.quantamagazine.org/诺贝尔物理学奖授予詹姆斯-皮布尔斯-米歇尔-马约尔-迪迪尔-奎罗兹-20191008/

[3]时间简史，斯蒂芬·霍金著，列纳德·蒙洛迪诺

[4]物理宇宙学原理，詹姆斯·皮布尔斯著，普林斯顿大学出版社

[5]大尺度宇宙结构，詹姆斯·皮布尔斯著，普林斯顿大学出版社

[6]九年威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)观测3360最终地图和天体物理学杂志增刊。2013年，208 (2): 20。

[7]沃尔洛克，爱德华·j .宇宙学:《宇宙的研究》。宇宙101:大爆炸理论。美国宇航局。

[8]https://www.princeton.edu/news/2019/10/08/·乔伊-莱德-职业-皮布尔斯-温斯-诺贝尔奖-物理学-解决-大问题-关于