一個(gè)五年級的小學(xué)生在10年前做了一項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)出乎意料地激發(fā)了這位小學(xué)生當(dāng)一名科學(xué)家的夢想，華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家約翰·克萊姆沒有在小學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)中得到的靈感，有再現(xiàn)功能的音頻軟件被克萊姆設(shè)計(jì)了出來，音頻軟件模仿了大約140億年前宇宙大爆炸的聲音，宇宙開始演變的美妙之聲第一次傳到了聽眾的耳朵。應(yīng)用現(xiàn)代探測技術(shù)的衛(wèi)星收集了精確而復(fù)雜的數(shù)據(jù)，十分精確地測量了宇宙微波背景輻射，古老的微波背景是一種遺留在太空的微弱光波，宇宙微波背景輻射好似宇宙大爆炸的活化石，‘指紋”鑰匙幫助科學(xué)家開啟了早期宇宙信息庫的大門。

根據(jù)早期的宇宙圖譜數(shù)據(jù)，克萊姆制作了高頻率的音響數(shù)據(jù)，“宇宙之聲”的制作模仿了宇宙在誕生過程中發(fā)出的豐富而渾厚的聲音，“天籟之聲”的音頻可持續(xù)地播放20秒到8分鐘，音頻播出的效果好似地震學(xué)家對9級地震聲音的描述，人們可以設(shè)想一下一次9級地震在地表空氣中產(chǎn)生的回響，宇宙大爆炸的嗡嗡之聲傳遍了整個(gè)蒼穹，“宇宙聲樂家”克萊姆解釋說，宇宙在誕生時(shí)發(fā)出了聲響，好似嬰兒的誕生發(fā)出了第一聲的啼哭?？巳R姆早在2001年就寫了一篇描述宇宙大爆炸聲音的論文，通過《虛構(gòu)與事實(shí)》雜志的模擬科學(xué)專欄，作為專欄作者的克萊姆設(shè)法收集了有關(guān)宇宙微波背景輻射的科學(xué)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過太空氣球?qū)嶒?yàn)和太空衛(wèi)星觀測得到的。

2003年，克萊姆撰寫的專欄文章引起了賓西法利亞州一位家庭母親的關(guān)注，她告訴克萊姆，自己11歲的兒子對“宇宙之聲”產(chǎn)生了濃厚的興趣，但對如何記錄宇宙大爆炸之聲“發(fā)愁”。聲音錄制與科普文章的撰寫不同，克萊姆及時(shí)回應(yīng)了一位孩子母親的關(guān)切，他暫時(shí)不能錄制或模仿宇宙誕生時(shí)的真實(shí)聲音。了解到這位家庭母親的想法之后，克萊姆開始思考如何錄制宇宙之聲的問題，從收集在非常早期宇宙中有細(xì)微溫度漲落的微波背景輻射入手，可以將背景數(shù)據(jù)輸入到專門設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序，微波背景數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)程序軟件轉(zhuǎn)換為音頻信號，將一段100秒時(shí)長的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一段音程，相當(dāng)于宇宙誕生之后的38萬年到76萬年發(fā)出了聲響。

2003年的衛(wèi)星記錄數(shù)據(jù)缺少了高頻率波段部分，最新數(shù)據(jù)來自于歐洲航天局實(shí)施的普朗克衛(wèi)星計(jì)劃，普朗克衛(wèi)星探測器有很高的精密性，可以區(qū)分宇宙微波背景溫度變化的百萬分之一，歐洲航天局在2013年3月發(fā)布了普朗克衛(wèi)星項(xiàng)目的科學(xué)數(shù)據(jù)?？巳R姆使用了普朗克衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)程序錄制了宇宙的聲音。宇宙大爆炸的膨脹過程產(chǎn)生了時(shí)空冷卻效應(yīng)，拉長了宇宙背景輻射的波長，經(jīng)過錄制的宇宙之聲有更多的低音效果，背景輻射波長被拉得越長，錄制的宇宙聲音顯得越低，低頻的宇宙聲音從人們的聽覺中逐漸消失，當(dāng)?shù)鸵魠^(qū)出現(xiàn)了“聽不見”的聲音時(shí)，克萊姆不得不提升聲音的頻率，聲強(qiáng)的增幅達(dá)到了1000的8次方的100倍，聲音信號經(jīng)過了增強(qiáng)處理，聽眾的耳朵得以聽到宇宙的低鳴嗡響。

華盛頓大學(xué)（UW）的物理學(xué)家克萊姆期待與其他的科學(xué)家展開大項(xiàng)目合作，共同研發(fā)宇宙大爆炸“聲學(xué)”。從紐約布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的相對論重離子對撞機(jī)產(chǎn)生了大量的碰撞數(shù)據(jù)，比如：科學(xué)家在碰撞實(shí)驗(yàn)中使用了元素金的重離子。克萊姆設(shè)想了如何利用粒子碰撞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使之模擬宇宙大爆炸的場景和聲音。錄制宇宙大爆炸的“聲音文件”，這是克萊姆想做的份外之事，他的“不務(wù)正業(yè)”使得人們有機(jī)會(huì)聆聽宇宙起源的“天籟之聲”，數(shù)千年以來，無數(shù)的浪漫詩人想象了動(dòng)人的詩句，渴望描述宇宙的傳奇之聲。

（聲音源于物體的震動(dòng)，聲音有傳播的介質(zhì)，聲音在空氣和水的均勻介質(zhì)中傳播，物質(zhì)和介質(zhì)的震動(dòng)產(chǎn)生聲音。人們在地球上聽到了聲音，在月球上聽不到聲音，空氣是傳播聲音的介質(zhì)。月球寂靜無聲，宇航員只能通過電磁波傳遞聲音。在戰(zhàn)爭題材的電影場景中，當(dāng)敵方列車駛來時(shí)，戰(zhàn)士們不懂物理學(xué)，卻將耳朵貼在鐵軌上，通過鐵軌的傳聲判斷列車的情況，列車接近時(shí)聲音變大，列車遠(yuǎn)離時(shí)聲音變小?；鹦怯形⒈〉拇髿?，宇航員在火星上聽不見彼此的交談。

太空有大量的氣體云，它們是聲音傳播的介質(zhì)，旅行者一號和旅行者二號駛離了太陽系，它們攜帶了聲音文件，數(shù)十首樂曲被刻錄進(jìn)唱片，其中包括了中國的傳統(tǒng)曲目《春江花月夜》。唱片曲目在太空傳播，在太空的真空環(huán)境不能傳播，但旅行者對外星人的問候語或者通過電磁波間接傳播，或者通過氣體云直接傳播。地球、太陽和銀河系等天體產(chǎn)生了潮汐振動(dòng)，太陽風(fēng)、宇宙射線和星系在碰撞中產(chǎn)生了震動(dòng)，超新星暴、X射線和伽瑪射線暴、黑洞的超速旋轉(zhuǎn)、系外行星的電閃雷鳴、宇宙大爆炸的回聲等。

人們聽到了大氣層以內(nèi)的“地球之聲”，卻聽不到大氣層以外“宇宙之聲”。以宇宙微波背景輻射圖譜和計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家約翰·克萊姆再現(xiàn)了宇宙大爆炸之聲，前所未有的嘗試給人們帶來了獨(dú)特的科學(xué)體驗(yàn)。宇宙之聲有太空傳播的渠道，外星人也許聆聽了宇宙大爆炸之聲，宇宙聲源極為豐富，但真空產(chǎn)生了屏蔽聲音的作用，克萊姆只能使用數(shù)字信號模擬宇宙誕生時(shí)發(fā)出的聲響。）

（編譯：2021-4-12）

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