一個(gè)五年級(jí)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(mèng)想，華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家約翰·克萊姆沒(méi)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(lái)，音頻軟件模仿了大約140億年前宇宙大爆炸的聲音，宇宙開(kāi)始演變的美妙之聲第一次傳到了聽(tīng)眾的耳朵。應(yīng)用現(xiàn)代探測(cè)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(cè)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(kāi)啟了早期宇宙信息庫(kù)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(guò)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(duì)9級(jí)地震聲音的描述，人們可以設(shè)想一下一次9級(jí)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(lè)家”克萊姆解釋說(shuō)，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(guò)《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(guò)太空氣球?qū)嶒?yàn)和太空衛(wèi)星觀測(cè)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(duì)“宇宙之聲”產(chǎn)生了濃厚的興趣，但對(duì)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(kāi)始思考如何錄制宇宙之聲的問(wèn)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(guò)計(jì)算機(jī)程序軟件轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)，將一段100秒時(shí)長(zhǎng)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(wàn)年到76萬(wàn)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(lái)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(cè)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(wàn)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(guò)計(jì)算機(jī)程序錄制了宇宙的聲音。宇宙大爆炸的膨脹過(guò)程產(chǎn)生了時(shí)空冷卻效應(yīng)，拉長(zhǎng)了宇宙背景輻射的波長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)錄制的宇宙之聲有更多的低音效果，背景輻射波長(zhǎng)被拉得越長(zhǎng)，錄制的宇宙聲音顯得越低，低頻的宇宙聲音從人們的聽(tīng)覺(jué)中逐漸消失，當(dāng)?shù)鸵魠^(qū)出現(xiàn)了“聽(tīng)不見(jiàn)”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(hào)經(jīng)過(guò)了增強(qiáng)處理，聽(tīng)眾的耳朵得以聽(tīng)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(kāi)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)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?？巳R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(chǎng)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(tīng)宇宙起源的“天籟之聲”，數(shù)千年以來(lái)，無(wú)數(shù)的浪漫詩(shī)人想象了動(dòng)人的詩(shī)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?cè)诘厍蛏下?tīng)到了聲音，在月球上聽(tīng)不到聲音，空氣是傳播聲音的介質(zhì)。月球寂靜無(wú)聲，宇航員只能通過(guò)電磁波傳遞聲音。在戰(zhàn)爭(zhēng)題材的電影場(chǎng)景中，當(dāng)敵方列車駛來(lái)時(shí)，戰(zhàn)士們不懂物理學(xué)，卻將耳朵貼在鐵軌上，通過(guò)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(tīng)不見(jiàn)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(hào)和旅行者二號(hào)駛離了太陽(yáng)系，它們攜帶了聲音文件，數(shù)十首樂(lè)曲被刻錄進(jìn)唱片，其中包括了中國(guó)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(duì)外星人的問(wèn)候語(yǔ)或者通過(guò)電磁波間接傳播，或者通過(guò)氣體云直接傳播。地球、太陽(yáng)和銀河系等天體產(chǎn)生了潮汐振動(dòng)，太陽(yáng)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(tīng)到了大氣層以內(nèi)的“地球之聲”，卻聽(tīng)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(lái)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(tīng)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(hào)模擬宇宙誕生時(shí)發(fā)出的聲響。）

（編譯：2021-4-12）

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