1948年，美國帕洛馬山天文臺建成了當(dāng)時世界最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，其口徑達(dá)到5米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了此前哈勃使用的威爾遜山天文臺的25米口徑。天文學(xué)家利用新的望遠(yuǎn)鏡繼續(xù)證實了哈勃定律，但對哈勃關(guān)系中的哈勃常數(shù)提出了疑問，經(jīng)認(rèn)真仔細(xì)地校訂，發(fā)現(xiàn)哈勃常數(shù)比實際數(shù)值小了10倍。按新的常數(shù)估計宇宙的年齡應(yīng)當(dāng)是200億年，這樣星體年齡問題就迎刃而解了。
年齡問題解決之后，理論宇宙學(xué)家當(dāng)即著手研究宇宙早期的密集狀態(tài)。從40年代末開始，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫(1904—1968)等人提出了熱大爆炸宇宙模型。他們認(rèn)為，宇宙起源于一次巨大的爆炸，之后不僅連續(xù)膨脹，而且溫度也在由熱到冷地逐步降低。在宇宙早期，不僅密度很高，而且溫度也很高，所有的天體以及化學(xué)元素都是在膨脹過程中逐步生成的。
大爆炸模型有一個重要的預(yù)言，即隨著宇宙的不斷膨脹，溫度不斷下降，各類元素開始形成，但原初輻射與物質(zhì)元素脫離耦合后仍保持黑體譜，黑體輻射的溫度大約是5 K。60年代，天文學(xué)家真的觀測到了這種宇宙背景輻射，從而使大爆炸宇宙模型被廣泛地接受，成為宇宙學(xué)界的標(biāo)準(zhǔn)模型。
3射電望遠(yuǎn)鏡與二十世紀(jì)六十年代的四大發(fā)現(xiàn)
傳統(tǒng)的天文觀測均是收集宇宙天體發(fā)來的可見光信息，但這只是它們所發(fā)射的大量電磁波的一個極小的部分。這些電磁波依波長從短到長有γ射線、X射線、紫外線、光波、紅外線和無線電波，地球大氣嚴(yán)重地吸收了它們之中的紫外和紅外的大部分，只留下了一個狹窄的可見光段的窗口，人們常稱它是大氣的小天窗。當(dāng)然，在電磁學(xué)理論未建立之前，人們也不知道還有其他的窗口。
電磁波發(fā)現(xiàn)以來，很快在各個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。無線電是最引人注目的重大應(yīng)用成就。馬可尼已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，地球上空的電離層可以反射無線電波，這促使他開通了英國與加拿大之間的無線電報。1924年，在一次測定電離層高度的無線電實驗中，人們偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)射的電波波長小于40米時，電波便一去不回了，開始以為是被吸收了，后來才知道它透過地球大氣層飛出了外層空間。既然地球內(nèi)部的電波可以跑出去，宇宙空間中的電波也就可以飛進(jìn)來。天文觀測的另一窗口就這樣不知不覺被打開了。
窗口雖然已經(jīng)打開，但由于儀器的靈敏度不高，一直也沒有接受到來自天外的電磁信號。1932年，美國電信工程師央斯基(1905—1950)在做無線電通信干擾實驗時，偶然發(fā)現(xiàn)了來自銀河系中心人馬座的電波信號。這一發(fā)現(xiàn)公布后并未引起人們的注意，無線電工作者認(rèn)為其干擾不大，不予理會，而天文學(xué)家則均沒有意識到它的重大意義。只是隨著宇宙射電訊號的不斷發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家才開始關(guān)注這一新的觀測方法。
1946年，英國曼徹斯特大學(xué)開始建造直徑66米的固定拋物面射電望遠(yuǎn)鏡，1955年又建成了世界上當(dāng)時最大的76米直徑的可轉(zhuǎn)拋物面射電望遠(yuǎn)鏡。以后，射電技術(shù)有了長足的發(fā)展，射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)展出了射電干涉儀，它由一組射電望遠(yuǎn)鏡組成一個天線陣，可以觀測到很微弱的射電源。
第二次世界大戰(zhàn)之后迅速興起的射電天文學(xué)成了天文學(xué)中最有活力的新領(lǐng)域，60年代出現(xiàn)的四大發(fā)現(xiàn)就是在射電天文學(xué)觀測中做出的。
第一個發(fā)現(xiàn)是宇宙微波背景輻射。1964年，貝爾電話實驗室在新澤西州的克勞福德山上建立了一架供人造衛(wèi)星用的天線，射電天文學(xué)家彭齊亞斯(1933—)和威爾遜(1936—)正在調(diào)試這架天線，以測定銀河系平面以外區(qū)域的射電波強(qiáng)度。當(dāng)他們想出辦法避免地面噪聲，而且提高了靈敏度后，發(fā)現(xiàn)總有一個原因不明的噪聲消除不掉。該噪聲十分穩(wěn)定，相當(dāng)于35 K的射電輻射溫度。他們開始很不理解，因而也沒有立即公布自己的發(fā)現(xiàn)。消息傳到了普林斯頓大學(xué)，那里的天體物理學(xué)家迪克等人正在準(zhǔn)備做實驗驗證大爆炸模型所預(yù)言的背景輻射，聽到這個消息之后，立即斷定這個無法理解的噪聲就是宇宙背景輻射。他們通力協(xié)作，繼續(xù)觀測，終于證實了彭齊亞斯和威爾遜的觀測結(jié)果。觀測到的背景輻射是黑體譜且各向同性，與熱大爆炸宇宙說的預(yù)言完全符合。這就強(qiáng)烈地支持了大爆炸宇宙理論，使宇宙學(xué)的理論研究掀起了一個新的高潮。
