Ученые Bell Labs доказали теорию Большого взрыва

«Как мы сюда попали?»

Этот экзистенциальный вопрос о вселенной на протяжении веков очаровывал человечество. Многие ученые пытались ответить на него, включая Rev. Жорж Лемейтрбельгийский космолог и католический священник. В 1927 году он предположил, что вселенная была создана из одной частицы, которую он назвал «главным атом».

Этот атом позже распался в взрыве, подумал Лематри, создавая пространство, время и постоянно расширяющуюся вселенную, согласно Американский музей естественной историиПолем

Идея Лемэтр, вероятно, звучит знакома, так как теперь она известна как Теория Большого взрываПолем Прямые доказательства теории не были найдены почти четыре десятилетия спустя, полностью случайно.

Bell Labs исследователи Арно Пензиас и Роберт Вудро Уилсон проводили радиоастрономия эксперименты в 1964 году с использованием Рога антенна расположен в кампусе компании в Холмделе, штат Нью -Джерси, отражатель антенна был самым чувствительным в мире в то время. Он был построен, чтобы забрать слабые радиосигналы из космоса для Проект ЭхоВ НАСАЭкспериментальный 1960 спутниковая связь программа Проект успешно сделал это дважды, сначала в 1961 году через пассивный спутник коммуникации Echo, а второй раз в 1963 году – активным TelStar Коммуникационный спутник.

В то время как Пензиас и Уилсон использовали антенну Холмделя для карты радиосигналы из Млечного ПутиОн поднял таинственный шум, который не исчезнет, несмотря на их попытки устранить его.

Сигналы, которые сохранялись днем и ночью, оказались Космический микроволновый фон излучение Это пронизывает вселенную – остаток от создания космоса – которая помогла подтвердить большой взрыв теория Случайный прорыв заработал Пензиас и Уилсон в 1978 году Нобелевская премия по физикеПолем

Проект эхо, TelStarи открытие Космический микроволновый фон радиация была признана как IEEE Milestone На церемонии, состоявшейся 25 мая в Холмделе в парке Уилсон, где расположена антенна рога.

Свидетельство Пензиаса и Уилсона о теории Большого взрыва сформировало «наше понимание этой вселенной и нашего места в ней», Томас Кофлин2024 IEEE президентсказал в пресс -релиз о посвящении.

«Космическое фоновое излучение, одно из самых трансформирующих открытий во второй половине 20-го века, также привело к немолевым инновациям в общении, которые удовлетворяют некоторые из величайших потребностей в мире, в том числе Бедствие Помощь, – сказал Кофлин.

Создание самой чувствительной антенны в мире

После Советский Союз в 1957 году запущен Спутникпервый в мире искусственный спутник, введенный в низкая земля орбитаВ Правительство США увеличило свои усилия по финансированию развития инновации в несерременных коммуникациях, как подробно описано в Инженерная и технологическая история вики входПолем

Правительство и промышленность работали вместе над инициативами в лабораториях по всей стране. Одной из первых программ был проект Echo, целью которого было достичь двухсторонней голосовой связи между НАСА Столеточная лаборатория в Голдстоуне, Калифорния, и Кроуфорд Хилл в Холмделе, в 5 километрах от Bell Labs сложный.

Инженеры Лэнгли (справа): Норман Крэбилл, Эдвин Килгор и неопознанный человек заглядывают в обширный воздушный шар во время инфляционных испытаний спутника Echo 1 в Уиксвилле, Северная КаролинаНАСА

Чтобы сделать возможным общение, проект руководит разработанной и построил антенну рога на сайте Bell Labs. Антенна составляла 15,24 метра в длину и 6,1 метра, весом 16 329 килограммов. Он направлялся радиоволны В форме рога или из формы рога, и отражатель отскакивал волны в единый сфокусированный луч – более широкий к огромному металлическому мегафону, указывающему в изогнутое зеркало. Несмотря на его большой размер, машина может быть точно нацелена.

В отличие от других антенны которые настраиваются только на одну частоту, антенна Holmdel работала на широкой полосе частот, поэтому она может приобрести несколько типов радиосигналов. Это также может обрабатывать радиоволны, движущиеся по линейным или круговым путям.

Дизайн учитывал потенциальную необходимость устранить нежелательный шум из окружающей среды.

Приемник был размещен на вершине рога, устраняя необходимость в соединительной линии, что может привести к внешнему шуму и потере сигнала.

Антенна позволила Project Echo завершить первую высококачественную голосовую схему на расстоянии в 1961 году через пассивный спутник своего тезки, Echo. Аналогичный эксперимент был успешно завершен через два года через Telstar Satelliteв соответствии с предложение о вехе IEEEПолем

В 1964 году Пензиас и Уилсон начали использовать антенну Холмделя для Выполнить свои собственные эксперименты по радиоастрономииПолем

Что это за гудящий звук?

Дуэт пытался на карту слабый радиосигналы из Млечного ПутиПолем Они приложили усилия, чтобы устранить внешний шум от земли, окружающей среды и самой антенны, чтобы их показания не были затронуты. Они даже подавляли интерференцию от приемника на антенне, охладив ее жидким гелием до -269 ° C -всего на 4 градуса выше абсолютного нуля, теоретическая температура, при которой все движение останавливается.

Но они продолжали слышать Постоянный шумПолем Он был низким, устойчивым и в 100 раз более интенсивным, чем исследователи ожидали бы от помех шума – и он поступал со всех сторон в космосе.

Пензиас и Уилсон удвоили свои усилия по устранению вмешательства, кропотливо повторив их оборудование.

Свидетельство Пензиаса и Уилсона о теории Большого взрыва сформировало «наше понимание этой вселенной и нашего места в ней». –Thomas Coughlin, 2024 IEEE президент

«Они зашли так далеко, что взяли тряпки и моющие средства, чтобы осторожно вымыть антенну из помета пары голубей, которые там были вложены», – Леонардо Коллетти сказал IEEE Spectrum В статье 2023 года о открытии. Коллетти – профессор физики в Бесплатный университет Бозен-Болзанов ИталияПолем

Но даже после всех работ дуэта, таинственный шум продолжался.

После того, как Пензиас и Уилсон объяснили все, в том числе корма голубя, они пришли к выводу, что обнаруженное ими радиация не могло быть получено от земли, солнца или чего -либо еще в галактике.

Позже они узнали, что исследователи и астрофизики Роберт Х. ДикВ П. Джеймс Пиблси Дэвид Тодд Уилкинсон в Принстонский университет прогнозировал существование космического микроволнового фонового шума, который «они считали бы результатом большого взрыва», согласно запись на Nokia Bell Labs веб -сайт.

«Как оказалось, – говорится в статье, – радиация, обнаруженная Пензиасом и Уилсоном, идеально подходила для того, что Принстон Исследователи предсказали ».

Сохранение роговой антенны

В 1989 году антенна Холмделя была названа Национальный исторический достопримечательностьПолем Но в 2021 году Nokiaкоторый приобрел Bell Labs, продал площадь площадью 43 акра технологическому предпринимателю Ракеш задержкаПолем

В следующем году Совет по планированию Холмделя проголосовал за проведение исследования для рассмотрения реклассирования сайта как область, нуждающейся в перепланировке.

[From left] Заместитель мэра Holmdel Ким Ламонтан, бывший исследователь Bell Labs Джованни Ваннуччи и президент IEEE 2024 года Том Кофлин, отмечающий посвящение вехи перед роговой антенной в Холмделе, штат Нью -ДжерсиБала Прасанна

Это ставит достопримечательность, рискуя быть снесенным, IEEE Spectrum сообщается

Местное сообщество объединилось, запустив рекламную кампанию и онлайн -ходатайство о спасении антенныПолем В конечном итоге город обеспечил право собственности на участок Антенны Рога в соответствии с обширным юридическим процессом. В прошлом году он посвятил сайт как доктор Роберт Уилсон ПаркОчитая его как место, где «мы получили критическое понимание рождения нашей вселенной».

Мемориальная доска, распознавая IEEE Milestone Обозначение отображается в вестибюле Центра науки и технологий AT & T Labs в Мидлтауне, штат Нью -Джерси, который находится примерно в 7 километрах от Кроуфорд -Хилла. Доска гласит:

В 1959–1960 годах НАСА и AT & T разработали спутниковую станцию Земли в Холмделе, штат Нью-Джерси, включая новую антенну с отслеживанием рефлекторной роговой рефлекторы, мастер Пресзер и демодулятор FM. Станция Земли продемонстрировала первую высококачественную голосовую схему на расстоянии через эхо-пассивный спутник связи в 1960–1961 годах и через Active Telstar Communications Satellite в 1962–1963 годах. Эксперименты, проведенные в 1964–1965 годах, предоставили первое показание космического фонового излучения, связанного с большим взрывом.

А IEEE New Jersey Coast Section и IEEE Photonics Society спонсировал номинацию.

Управляется IEEE History Center и поддерживаемая донорами, программа Milestone признает выдающиеся технические события по всему миру.