當阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜在 50 年前做出他們獲得諾貝爾獎的宇宙大爆炸發現時，並沒有“頓悟”時刻。相反，他們感到沮喪，因為他們的望遠鏡顯然發生了故障，探測到一層背景“噪聲”，干擾了他們追求的真實資料。直到後來，當他們意識到他們的噪聲實際上是一些有史以來最早的光——所謂的宇宙微波背景 (CMB) 輻射——天文學家們才意識到他們所做的成就。
“當時這真是令人失望，”威爾遜在最近發現 50 週年慶典上回憶道。“當然，現在回想起來，這份看起來亂糟糟的記錄是我們擁有的關於宇宙大爆炸的第一個證據。”威爾遜、彭齊亞斯和許多其他科學家於 5 月 20 日聚集在這一發現的地點，新澤西州霍姆德爾的貝爾實驗室。正是在 1964 年，這對搭檔無意中發現了宇宙大爆炸後不久遺留下來的微弱光芒，當時宇宙已經從最初極其高溫和稠密的狀態冷卻下來，足以讓光子在太空中自由流動。那早期的光芒從此一直在宇宙中傳播，並以靜電形式出現在貝爾實驗室的六米號角天線射電望遠鏡上。
彭齊亞斯和威爾遜首先考慮並否定了許多對這種錯誤光線的可能解釋，其中最著名的包括，它是天線上鴿子糞便汙染的想法。“阿諾和我架起梯子，爬上去擦洗了號角內部，”威爾遜回憶道，但這沒有任何作用：光線仍然存在。最終，他們意識到這與 20 世紀 20 年代首次提出的宇宙大爆炸理論的預測非常吻合，為宇宙起源於非常緊湊的狀態，並一直持續膨脹的觀點提供了一些最早的證據。這一發現是如此深刻，彭齊亞斯用精神層面來形容它。“發現這一點之後，這就像我所能達到的宗教體驗一樣，”他在週年紀念活動上說道。
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1978 年，彭齊亞斯和威爾遜因他們的發現而被授予諾貝爾物理學獎——這一發現不斷揭示宇宙的新層面。今年三月，BICEP2 實驗背後的科學家宣佈，他們探測到CMB 中的偏振特徵，這很可能是由宇宙快速膨脹（一個被稱為暴脹的時期）期間誕生的引力波產生的，據認為暴脹發生在宇宙大爆炸之後。如果這一發現站得住腳，它將標誌著我們對早期宇宙理解的重大進步，而這直接得益於彭齊亞斯和威爾遜 50 年前的突破。
該發現和 BICEP2 的工作突顯了天體物理學研究方式在過去幾十年中發生的重大變化。最初的發現是由兩個人使用小型望遠鏡完成的，而 BICEP 2 合作則涉及來自全球 11 個機構的數百名科學家，他們使用南極最先進的儀器之一來探測訊號。同樣，2012 年發現希格斯玻色子也來自一個由數千名研究人員組成的國際合作，他們使用了價值數十億美元的粒子加速器。趨勢很明顯：如今的重大發現往往來自大型合作，使用大型且昂貴的儀器。“這是科學規模的差異，”威爾遜說。“我真的很喜歡小型團隊的方法——能夠決定你想做什麼，然後就去做。”
回到 20 世紀 60 年代，仍然有整個電磁頻譜是天文學家尚未充分探測的，而第一批探測新領域的儀器很容易做出突破性的發現。現在，找到這樣未開發的領域變得更加困難。“我們還沒有探測過的頻譜區域已經不多了，”威爾遜說。“如果你能觀察到以前沒有人測量過的引數，你可能會發現新的東西。”
而且，科學家們現在瞄準的訊號型別往往非常微妙，需要極其先進的望遠鏡和儀器，如果沒有一個龐大的團隊支援，這些望遠鏡和儀器是無法設計或資助的。此外，這些實驗經常產生如此大量的資料，以至於需要數百或數千名研究人員來分析結果，通常藉助計算機、計算機叢集或超級計算機。
但這並不意味著沒有偉大的謎團有待解決，或者像 CMB 發現這樣的驚天動地的發現已經成為歷史。正如威爾遜指出的那樣，暗物質和暗能量——宇宙中質量和能量的兩種最主要形式——完全無法解釋。“我們真的不知道，”他說，“宇宙中 96% 是什麼。”