本期為從哈勃到哈勃深空場第六篇，上一篇為：《從哈勃到哈勃深空場（五）—“瞎貓”撞“諾獎”》
彭齊亞斯和威爾遜無意之中發現了宇宙微波背景輻射，這一發現在近代天文學上具有非常重要的意義，它是大爆炸理論的一個最有力的證據。宇宙背景輻射與類星體、脈衝星、星際有機分子一道，並稱為20世紀60年代天文學“四大發現”。彭齊亞斯和威爾遜也因發現了宇宙微波背景輻射而獲得1978年的諾貝爾物理學獎。
致命一擊
宇宙微波背景輻射的發現對穩恆態宇宙觀是一個致命的打擊，其代表人物霍伊爾（同時也是大爆炸理論Big Bang的命名人）試圖用別的理論來解釋背景輻射。比如說，他們認為，背景輻射也許是普通星系發出的光被宇宙塵埃吸收散射的結果。
這就需要對微波背景輻射更加精確的觀測。
進一步研究
繼彭齊亞斯和威爾遜之後各國天文學家在不同波段上對微波背景輻射做了大量的測量和詳細研究。
結果發現，宇宙微波背景輻射是一種瀰漫在整個宇宙的電磁輻射，而且背景輻射和黑體輻射在一個相當寬的波段範圍內互相吻合，特徵幾乎完全相同，對應溫度約2.7K（近似為3K），由於這個頻率在微波範圍內，所以稱為微波背景輻射。
視界問題—噩夢
宇宙微波背景輻射之所以能夠成為宇宙大爆炸的關鍵證據，不僅僅是因為它吻合了伽莫夫的預言，更重要的問題是，按照已觀測到的3K左右的溫度，相當於宇宙中任何一個地方都能接受到10個左右的光子每秒每平方釐米，考慮到宇宙的尺度如此之大，根本不可能存在一個輻射源能夠產生出如此巨量的能量。
這些光子只能是在宇宙爆炸之初誕生的。剛剛誕生時的宇宙集合了所有的這些光子，它像一個巨大的火球，而宇宙微波背景輻射則是宇宙在經過137億年的膨脹後剩下的餘溫。我們在電視機中看到的雪花點中，就有百分之一是宇宙微波背景輻射。
這些古老的光子跨過了一百多億年的浩瀚時空，撞在我們生活的地球上，當我們研究這些時空旅行者時，我們其實也就在端詳著宇宙大約是137億年前的模樣。繼威爾遜和彭齊亞斯之後，全世界都投入了大量的人力物力，建造了一個又一個巨大無比的天文儀器。在隨後的十幾年中，對於宇宙微波背景輻射的實驗和理論研究是整個物理學和天文學最熱門的一個領域。
然而，地面上的大型天線觀測到的宇宙微波背景輻射在各個方向都毫無差異地驚人一致——3K，這就是背景輻射的各項同性。
上面這張圖看起來很像展開的世界地圖，實則不然，它是從地球向宇宙望去，呈現的背景輻射溫度差異圖，畫在二維平面上即為橢圓型。背景輻射在整個天空上都是高度各向同性的，只是具有一個很微小的偶極各向異性：在赤經 11.3±0.1 h，赤緯 4±2°的地方溫度略高，在相反的方向溫度略低，人們認為這是由銀河系運動帶來的多普勒效應所引起的。
然而隨著測量數據的越來越精細，人們卻越來越憂慮，背景輻射的各項同性正由驚喜慢慢變成噩夢。這意味著誕生時宇宙大火球的溫度極為驚人地均勻一致。從專業一點的角度來說，宇宙在10-
哎？相對論不是說光速是速度的極限嗎？？？為什麼這裡超過了光速？
實際上，相對論所說的光速極限是指宇宙間信息和能量的傳遞無法突破光速，而空間的相對遠離則完全可以超過光速的。也就是說，星系與星系之間的相對退行速度是不受光速極限束縛的，因為這裡不存在信息和能量的傳遞。
當以光速穿行在宇宙時，我們看到的情景是這樣的
現在，問題就很好解釋了，可以想象，宇宙在誕生之初，空間以超過光速的速度迅速膨脹，爆炸後的宇宙碎塊與碎塊之間的遠離速度超越了光速，這些碎塊與碎塊之間沒有發生任何的能量和信息交換，也就不可能發生熱量的傳導，但是我們觀測的結果卻是，所有的碎塊溫度都驚人的一致。
這就好像在夜空中炸開了一朵煙花，但是焰火碎塊之間的溫度都極為精確地完全一致
這個情況與當時理論計算的結果產生了嚴重的衝突。宇宙學家將這個問題稱之為視界問題。這個問題困擾了當時無數宇宙學家和物理學家。
可以想象，要麼是愛因斯坦的廣義相對論出現了問題，要麼是一直以來的宇宙大爆炸理論出現了問題，再或者，就是人們對宇宙微波背景輻射的溫度觀測還不夠精確。到底是哪裡出了問題呢？科學家們寧願相信後者。否則，整個20世紀辛辛苦苦建立的物理大廈將面臨著崩塌的危險。這將是幾代物理學家的噩夢。
宇宙背景探測者（COBE）
時間慢慢進入了七十年代，那正是航天事業蓬勃發展的時期，因此人們想到了在外太空中探測宇宙微波背景輻射。1974年，NASA公告了一個讓天文學家參與的中小型探險者計劃，這是大探險者計劃的一部分。新的探測計劃的實質是發射中小型探測器執行宇宙（天文）探測任務。
探險者計劃是美國最早的、也是歷時最長的太空探索計劃，自1958年1月探險者1號發射以來，美國先後共執行了超過90次探測任務，該計劃一直延續到了21世紀。最初由NASA牽頭，先後融入了其它科學機構，包括許多國際夥伴。
該計劃由科學家提出探測提案，最終共獲得了121個提案，就在這區區121個提案中就有三個是研究宇宙微波背景輻射的。儘管最終被紅外線天文衛星（IRAS）所取代，但這已經向NASA傳達了一個明確的信號：宇宙微波背景輻射探測勢在必行。
新的探險者系列中的第一顆衛星，重量達到了2000Kg以上，之前的探險者衛星重量都在百公斤量級。此後的探險者衛星質量都大大增加，有的達3000多千克，而探險者一號才14公斤。
在1976年，美國國家航空航天局集合了1974年提出三個提案的團隊，提出了聯合概念衛星計劃。1977年，新團隊提出可以用計劃建造的航天飛機或德爾塔火箭發射的極軌衛星，新的衛星稱為宇宙背景探測者（COBE），也稱為探險家66號 。
COBE衛星探測器專門設計用來分析由伽莫夫推測的微波背景輻射的進一步細節，最終COBE不負眾望，澄清了背景輻射引起的早期困惑。
NASA接受了這項建議，但前提是項目費用應保持在3000萬美元以內，好在這3000萬不包括髮射器和數據分析。但在當年，3000萬美元是筆很大的費用。
COBE衛星在進行總裝測試，它大量借鑑了前代紅外線天文衛星IRAS的技術，攤平了IRAS的成本。探測過程中的所有系統誤差都要被測量到並且進行精確限制，這就要對星載設備進行嚴格而精確的綜合設計。
測量要求COBE必須至少運行6個月，限制來自地面、COBE系統本身和其他衛星的無線電干擾以及來自地球、太陽和月球的輻射干擾。這些儀器需要溫度穩定和保持增益，並保持高度清潔，以減少雜散光的進入和微粒的熱發射。
由於IRAS項目導致資源管理器項目費用超支，戈達德空間飛行中心(GSFC)建造衛星的工作直到1981年才開始。為了節省成本，COBE上的紅外探測器和液氦罐採用與IRAS類似產品。
與COBE任務有關的最後兩個重要部分是杜瓦儲氦罐和輻射屏蔽保護儀。杜瓦罐是一個650升的超流體氦冷恆溫器，旨在使COBE在任務期間得以冷卻。它基於與IRAS相同的設計，並能夠沿著通信陣列附近的自旋軸排出氦。錐形的太陽-地球屏蔽保護儀器可以保護設備免受太陽和地球輻射，以及來自地球和COBE發射天線的無線電干擾。它的多層絕緣材料同時也為杜瓦瓶提供了熱隔離。
1986年是美國航天史上最陰暗的一年。1月28日：挑戰者號航天飛機從卡納維拉爾角升空72秒後爆炸，7名美國宇航員喪生；4月18日：攜帶著軍事偵察衛星的大力神34D火箭從范登堡空軍基地起飛8.5秒後發生爆炸；5月3日：攜帶有一顆價值5700萬美元氣象衛星的德爾塔運載火箭從卡角起飛71秒後主發動機突然熄火，90秒時自毀。
COBE最初計劃於1988年從范登堡空軍基地搭乘航天飛機入軌，但挑戰者號爆炸推遲了航天飛機停飛後的計劃。當時美國國內很多發射訂單都外包給國際夥伴，包括中國。NASA極力阻止COBE的工程師前往其他太空機構發射COBE。
1989年COBE搭載德爾塔火箭由加利福尼亞范登堡空軍基地升空，準確進入900公里傾角99度的極地軌道。
最終，重新設計的COBE於1989年11月18日搭載著Delta火箭進入太陽同步軌道。入軌後的COBE以前所未有的精度（探測十萬分之一變化的能力）探索天空，並用無線電發回了宇宙背景輻射的最精確畫面。在美國物理學家約翰馬瑟（J.C. Mather)和喬治斯穆特(G.F. Smoot)的帶領下，有上千位天文和物理研究人員圍繞COBE展開研究。
利用COBE數據生成的著名宇宙微波背景輻射各向異性圖，這是一張極為有名的“地圖”，它告訴人類，宇宙從哪裡來。
在COBE繪製這幅微波背景輻射圖之前，人們尚不清楚為什麼宇宙是由恆星和星系構成，而不是均勻分佈的塵埃雲。理論家們曾預言，對太空微波的精確測量將揭示溫度的微小波動，這種波動代表了早期宇宙物質密度的變化。密度較高的部分作為後來形成的星系的“種子”。而COBE最先對微波背景圖中溫度差異進行精確測量。
兩年後的1992年4月23日，這組科學家宣佈一項激動人心的發現，他們在COBE的數據中發現了宇宙大爆炸時期的古老“種子”。證明了微波背景輻射來自空間的各個方向，且幾乎是非常均勻的（有十分微小的各項異性特徵，和和理論的預測值符合地幾乎完美），其能量相當於2.7K的溫度。這就說明宇宙微波背景輻射是一個完美的黑體輻射，它呈現著微弱的各項異性。
COBE的數據表明，大爆炸理論預測的黑體曲線與微波背景下觀測到的黑體曲線非常吻合。當年的理論工作就是這麼厲害。這既是愛因斯坦廣義相對論的勝利，也是大爆炸理論的勝利。
宇宙微波背景輻射中的溫度漲落終於找到了！這一消息被全世界認為是一項基礎性的科學發現，並在“紐約時報”的頭版刊登，像2016年引力波的消息一樣成了世界各大新聞媒體的頭條。整個科學界都為之興奮，因為這不僅僅意味著宇宙大爆炸模型的正確性，更是愛因斯坦廣義相對論的又一次重大勝利。COBE的發現更是極大地激發了科學家探測宇宙微波背景輻射的熱情。
馬瑟和斯穆特在斯德哥爾摩大學的諾貝爾獎頒獎儀式上。根據諾貝爾獎委員會的看法：“宇宙背景探測的計劃可以視為宇宙論成為精密科學的起點。”（the COBE-project can also be regarded as the starting point for cosmology as a precision science）。
必須說的是，馬瑟和斯穆特因COBE衛星發現了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性為有關宇宙起源的大爆炸理論提供了支持，獲2006年諾貝爾物理獎。
COBE探測器上的液態氦於1990年9月21日耗盡，由探測器上裝備的差比微波輻射儀繼續進行實驗，直到1993年12月23日之後這顆探測器被沃洛普斯飛行研究所當作工程訓練和測試衛星使用。
