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另一种能量产生过程，叫做质子—质子反应，它由两个质子之间的碰撞开始，
继而通过射出一个正电子和一个中微子而成为一个氘核 （重氢原子核）。这
一理论成为碳循环理论的竞争对手。事实上，现在已经证明在太阳中起主要
作用的是质子—质子反应而不是碳循环。这种情况同样适用于亮度比太阳弱
的恒星，而在亮度强于太阳的恒星中，比如在天狼星中，则是碳循环起着决
定性的作用。
1939年夏天，伽莫夫在巴西里约热内卢度假时，遇到一位名叫马里奥·舍
恩伯格的年轻物理学家。他为马里奥安排了可以去华盛顿工作的研究基金。
他们两人的合作取得了圆满成功，他们设想出一个超新星 （巨大恒星爆炸）
的过程。即在极高温（几十亿度！）的恒星内部的各种原子核交替地吸收和
释放一个热电子，在吸收和释放的两种过程中中微子和反中微子的发射，这
些中微子具有巨大穿透力，可以非常容易地穿透星体，并且携带有巨大能量。
这样一来，恒星内部就迅速地冷却，压力下降，恒星体像大爆炸似地发出光
和热，同时发生坍缩。
他们在天文学领域的下一个探索项目是所谓“白矮星”问题。白矮星是
一种高度坍缩了的星体，它的密度大约是水的密度的100万倍。白矮星标志
着恒星演化的终结，这时它已完全丧失了使普通恒星 （例如太阳）保持燃烧
和发光的内部能源，实际上是恒星的尸体。它们虽然余温尚存，但那不过是
冷却时间不足所致。只要经过足够长的时间，它们就会散发尽全部热量，变
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成“黑洞”——一种在宇宙太空中无目的地运行的质量巨大的黑暗天体。人
们发现的第一颗白矮星是天狼星的伴星，也叫做“天狼B”。天狼星的主星
（即天狼A）的质量是太阳的3。5倍，亮度是太阳的26倍，而天狼B的质量
虽与太阳不相上下，亮度却只有太阳的1/300。关键在于，尽管天狼B的质
量与太阳相当，可是由于它密度极大，体积只比地球稍大一些。其内部所有
的原子都被彻底压碎了，形成自由电子和裸原子核所组成的混合物。
把开普勒定理运用于天狼A和B的系统，能马上估算出天狼B的质量是
太阳的95％，可是一个如此遥远的恒星，即便用最大倍数的望远镜观察，也
只是一个小点，人们怎么能测出它的半径呢？根据爱因斯坦的广义相对论，
人们就能做到这一点。广义相对论认为，一切物理过程都会在强引力场的作
用下减缓，在致密的天狼B星体的表面，引力场确实很大，因此可以料到，
那里所有原子的振动都会相当显著地减慢，于是所有的谱线都明显地向光谱
的红端位移。如果天狼B是个单星，那么这种红移会很容易观察到。而实际
上它却总是与亮度很高的天狼A在一起，这样就必须在观察中遮住天狼A的
亮光。经过极大努力之后，天文观测者们的观察结果终于证实了伽莫夫等理
论物理学家的计算结果。
另一项天体物理学的重要问题是宇宙间所有化学元素的丰度问题。这直
接关系到伽莫夫等人的宇宙膨胀 （即大爆炸）学说。
按照宇宙膨胀理论，宇宙开始时处于一种浑沌状态，物质的密度和温度
都达到无穷大。那时，任何原子、甚至原子核都不可能存在，一切物质必定
都分解成质子、中子和电子，它们汇合成一个高能辐射的海洋。随着宇宙的
膨胀和冷却，质子和中子必定会开始粘附在一起，形成氘核，也就是重氢核。
这些粒子进一步聚集，便产生越来越重的原子核，最终就导致了我们目前所
观察到的各种元素在宇宙间的分散程度 （丰度）。这样，只要知道不同原子
核俘获中子的几率，就应该能计算出各种原子的预期丰度。
伽莫夫通过仔细考虑膨胀宇宙在其存在的最早阶段的情形，得出了以下
结论：在那个时候，热辐射所起的作用要比物质粒子的作用重要得多。事实
上，当时辐射的质量密度 （根据爱因斯坦的能量守恒定律）肯定会比所有物
质粒子结合在一起的总质量大得多。在这些条件下可得出一条有关宇宙温度
变化的简单规律，当宇宙的年龄为1秒时，它的温度必定会有250亿度，随
着年龄的增长，它的温度反比于年龄的平方根而降低。
根据计算，从宇宙的早期到今天，宇宙的温度已冷却到绝对温度5度左
右。然而，令人惊喜的是，1965年两位贝尔实验室的科学家观测到了一种波
长为7。2厘米的辐射波，这可能正好与绝对温度3度时的热辐射相对应。这
种热辐射被解释为宇宙早期存在的几百亿度原始高温的残迹，而它一定是宇
宙诞生期间就已存在的而现在已冷却下来的原始辐射。这个发现进一步证实
了伽莫夫的宇宙膨胀理论，而且使人们对形成星系和恒星的重要过程有了更
透彻的了解。
几年以后，在1954年，伽莫夫的研究方向发生了大幅度的改变，他转入
了生物科学领域。这一年，正是美国生物学家詹姆斯·沃森和英国晶体学家
弗朗西斯·克里克成功地建立起脱氧核糖核酸分子（DNA）的正确模型的年份。
DNA是一切活机体的基本遗传物质。这一发现使他们获得了诺贝尔奖。
伽莫夫对于DNA结构的知识十分感兴趣，他对于DNA分子所进行的蛋白
质合成方式有如下解释：蛋白质是在双螺旋DNA的表面上形成的，这种结构
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内部的基质序列形成一系列孔穴，每一小孔专门和一种氨基酸匹配。氨基酸
靠以立体化学方式排列的侧链来识别它们，而没有专门的酶参与这个过程。
伽莫夫注意到，一条延伸的多肽链上各个单元彼此只相隔约3。6至3。7
埃，出于这个原因，他的密码是交叠型的，他由这种交叉的组合关系推测出，
氨基酸的种类应该是20种。
伽莫夫在生物学上的这些研究成果如今已经写入了普通的中学课本书
中。
军事顾问工作
第二次世界大战爆发之后，伽莫夫应召去美国武装部队担任顾问工作，
进行的研究自然是核武器方面的。但由于他来自前苏联，并有过担任红军上
校的经历 （虽然那只是名义上的），所以他没有参与到最核心的机密工作中
去。
他得到的职位是在美国海军部军械局下属的高级炸药处。这项工作并不
影响他在乔治·华盛顿大学的讲课和科学研究，因为校方批准他每星期为海
军部工作一天。当时在海军部的研究中，他最为关注的是各种常规高级炸药
中冲击波和爆炸波的传播问题，以及从冲击波变为爆炸波的不连续转化。
在那段时期里，他还有一项有纪念意义的工作——定期与爱因斯坦进行
联系。因为爱因斯坦在接受军方顾问职务时首先声明，自己年事已高，不能
定期往返于他家所在的普林斯顿大学与华盛顿之间，得由某个人把要解决的
问题带到他的家中。爱因斯坦以及著名核物理专家、原子弹研制的主要参与
者纽曼等人都与伽莫夫同在高级炸药处任顾问，爱因斯坦以前也与他相识，
伽莫夫便被推选来担任这件工作。
于是，每隔一个星期，他便在星期五拎着一个鼓鼓囊囊、塞满有关各项
海军计划机密文件的公文包，搭早班火车前往普林斯顿。当时曾提出过许多
各式各样的建议，例如沿一条通往日本海军基地入口处的抛物线路径布下一
系列水雷，接着将炸弹连续不断地空投到日本航空母舰的飞行甲板上。
爱因斯坦通常在书房里接待伽莫夫。两个人把所有的建议一个接一个地
过目一遍。爱因斯坦一个劲地说：“行！，很有意思！太独出心裁了！”实
际上同意了所有的提议。第二天，伽莫夫把他的评论意见向负责军械局的将
军汇报，将军总是喜形于色。
每次去爱因斯坦的住处，等例行公事完毕，他们就到离家不远的普林斯
顿高级研究所的自助食堂共进午餐。这时的话题就会转到物理和宇宙学方
面。有一次，�