宇宙微波背景辐射偏振性各向异性及引力波
宇宙微波背景辐射的时空分布特征
宇宙微波背景辐射的时空分布特征宇宙微波背景辐射是宇宙中一种非常特殊的背景辐射，也是宇宙演化史上的一个关键时刻。
在这篇文章中，我们将探讨宇宙微波背景辐射的时空分布特征以及其在宇宙学研究中的重要性。
一、宇宙微波背景辐射的发现和基本特征宇宙微波背景辐射的发现可以追溯到1965年，由两位贝尔实验室的天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔森偶然发现。
他们使用了一种名为“霍金探测器”的天线系统，发现了一种看似带有噪声的微弱辐射信号，这就是宇宙微波背景辐射的最早观测结果。
宇宙微波背景辐射具有几个基本特征。
首先，它是一种均匀且各向同性的辐射，意味着在宇宙的各个方向上辐射强度基本相同。
其次，它是一种黑体辐射，这意味着其辐射强度和频率之间存在着平衡关系，遵循普朗克辐射定律。
最后，它具有非常均匀的频谱，几乎可以被视为一个理想的黑体辐射。
二、宇宙微波背景辐射的时空分布特征在空间上，宇宙微波背景辐射具有非常均匀的分布。
观测结果表明，在任何一个方向上，辐射强度都几乎是相同的。
这种均匀性给了宇宙学研究者极大的方便，因为它意味着我们可以将宇宙微波背景辐射作为一个标准来测量其他天体的辐射。
在时间上，宇宙微波背景辐射也呈现出极高的一致性。
观测结果显示，宇宙微波背景辐射的温度基本上是恒定的，大约是2.7开尔文。
这一恒定的温度表明宇宙微波背景辐射是在宇宙早期的宇宙学“大爆炸”事件后形成的，而随着宇宙的演化，辐射温度没有明显的变化。
宇宙微波背景辐射的时空分布特征在宇宙学研究中具有重要的意义。
三、宇宙微波背景辐射的重要性宇宙微波背景辐射的时空分布特征给了宇宙学研究者很多重要的信息。
首先，它验证了宇宙学的“大爆炸”理论。
根据这一理论，宇宙在约138亿年前经历了一次巨大的爆炸，从而诞生出所有物质和能量。
宇宙微波背景辐射的均匀性和恒定的温度提供了直接证据，证实了宇宙大爆炸事件的存在。
其次，宇宙微波背景辐射的时空分布特征也揭示了宇宙中结构的形成与演化。
太空实验物理知识点总结
太空实验物理知识点总结一、宇宙物理学1. 宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙中的宇宙微波辐射，其温度非常接近绝对零度，大约是 2.725K。
这是大爆炸模型预测的宇宙辐射遗迹。
通过太空探测器测量宇宙微波背景辐射的各向异性、频谱特性、极化特性等，可以验证宇宙大爆炸理论，并加深对宇宙起源和演化的认识。
2. 宇宙射线宇宙射线是指来自太空中各种高能粒子的辐射。
通过太空实验，可以测量和研究宇宙射线的能谱、组成、来源和传播方式，了解宇宙中高能粒子的产生机制、宇宙射线对地球和太阳系的影响等。
3. 天体物体研究太空实验可以用来观测和研究各类天体物体，如行星、恒星、星系、星云等。
通过太空望远镜和探测器，可以获取更准确和清晰的天体物体图像和光谱数据，了解天体的结构、演化、空间分布和相互作用等。
4. 宇宙暗物质和暗能量宇宙暗物质和暗能量是当前宇宙物理学中的热点问题之一。
通过太空实验观测宇宙微波背景辐射、宇宙大尺度结构、超新星爆发等，可以探测和研究宇宙中暗物质和暗能量的存在、性质和影响，帮助揭示宇宙的基本构成和演化规律。
5. 引力波引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种重要宇宙现象。
通过太空实验，如地面引力波干涉仪和太空引力波探测器，可以直接探测宇宙中的引力波，验证广义相对论的预言，研究引力波的产生机制、传播特性和物理影响。
二、行星科学1. 行星探测通过太空探测器测量和研究太阳系内各类行星、卫星、小行星和彗星等天体，可以了解行星物理、行星地质、行星大气和行星磁场等方面的信息，为太阳系起源和演化提供重要线索。
2. 行星大气和磁层通过太空实验，可以研究行星大气和磁层的结构、组成、运动和相互作用，了解行星的气候、环境和磁场特性，如地球大气、火星大气和木星磁层等。
3. 行星内部结构太空实验可以通过测量和分析行星的引力场、地震波和磁场等，探测和研究行星内部的物质组成、物态结构和地幔动力学等问题，如地球内部、火星内部和土星内部等。
宇宙微波背景辐射的研究
宇宙微波背景辐射的研究宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，CMB）是宇宙中最早的辐射，也是宇宙大爆炸理论的重要证据之一。
它是由于宇宙在大爆炸之后的约380,000年内，温度下降到约3000开尔文时释放出的电磁辐射。
研究宇宙微波背景辐射可以揭示宇宙的起源、演化以及宇宙学参数的精确测量。
宇宙微波背景辐射的发现可以追溯到1965年，当时贝尔实验室的两位天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在偶然的情况下发现了这一现象。
他们的实验装置中，一直存在一个源源不断的噪音，无论他们如何调整设备，噪音都无法消除。
经过一番研究，他们最终确定这种噪音源来自宇宙中的微波辐射，这一发现为宇宙学的研究带来了巨大的突破。
宇宙微波背景辐射的特点是非常均匀的。
通过对宇宙微波背景辐射的测量，科学家们发现其温度约为2.7开尔文，且在不同的方向上的温度变化非常小。
这种均匀性给了宇宙大爆炸理论以极大的支持，因为如果宇宙在大爆炸之后没有经历过均匀化的过程，那么宇宙微波背景辐射应该会有更大的温度变化。
除了温度的均匀性外，宇宙微波背景辐射还具有极高的各向异性。
通过对宇宙微波背景辐射的极化测量，科学家们可以了解宇宙中的结构演化过程。
极化是指光波在传播过程中，电场振动方向的变化。
宇宙微波背景辐射的极化可以告诉我们宇宙中的电磁场分布情况，从而推断宇宙中的物质分布和演化过程。
为了更加精确地测量宇宙微波背景辐射，科学家们开展了一系列的实验和观测。
其中最著名的是NASA的威尔逊卫星和欧洲空间局的普朗克卫星。
这些卫星搭载了高灵敏度的微波探测器，可以在不同的波长范围内对宇宙微波背景辐射进行测量。
通过对这些数据的分析，科学家们可以得到宇宙微波背景辐射的频谱分布、温度分布以及极化分布等重要信息。
宇宙微波背景辐射的研究不仅可以揭示宇宙的起源和演化，还可以用于测量宇宙学参数。
宇宙学参数是描述宇宙中各种物理量的参数，如宇宙的年龄、能量密度、物质组成等。
解析宇宙微波背景辐射的起源
解析宇宙微波背景辐射的起源宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，简称CMB），是宇宙中最早的辐射信号，也是对宇宙大爆炸理论的重要证据之一。
本文将对宇宙微波背景辐射的起源进行解析，从宇宙大爆炸的理论基础、辐射释放的机制以及背景辐射的特性等方面进行探讨。
一、宇宙大爆炸理论基础宇宙大爆炸理论是目前最被广泛接受的宇宙起源模型，它认为宇宙诞生于约138亿年前的一次巨大爆炸事件。
该理论的基础是广义相对论，由爱因斯坦在20世纪初提出。
根据宇宙大爆炸理论，宇宙从一个高度集中、极端炽热的状态开始，经过膨胀和冷却逐渐演化至今。
二、辐射释放的机制在宇宙大爆炸发生后，宇宙物质不断冷却，温度下降到约3000开尔文时，原子核组合成原子，电子与原子核结合形成稳定的原子结构。
在此之前，宇宙物质密度较高，原子核与电子相互碰撞频繁，导致光子无法自由传播。
然而，随着温度的下降和物质结构的形成，宇宙物质变得稀薄，光子能够逐渐自由传播，释放为光。
三、背景辐射的特性宇宙微波背景辐射是一种热辐射，具有均匀的分布和较为平坦的频谱。
其温度约为2.7开尔文，对应于微波波段的频率。
此外，CMB辐射具有非常均匀的各向同性，即无论从哪个方向观测宇宙微波背景辐射，所获得的图像都是相似的，这一特性与宇宙在大尺度上的均匀性相一致。
四、宇宙微波背景辐射的起源宇宙微波背景辐射的起源可以追溯到宇宙大爆炸发生约380,000年后的冷却阶段。
在此时刻，宇宙物质稀薄到足以使光子自由传播，光子与物质相互作用的形式也发生了变化。
在此过程中，宇宙微波背景辐射被释放并以均匀的方式填充整个宇宙，形成了我们今天所观测到的背景辐射图像。
五、CMB的重要意义和研究进展宇宙微波背景辐射的研究对于验证宇宙大爆炸理论以及探索宇宙早期演化具有重要意义。
通过对CMB的观测和分析，科学家们能够了解宇宙的初期条件、物质的密度分布以及暗物质和暗能量等宇宙学重要参数。
宇宙微波背景辐射的各向异性研究
宇宙微波背景辐射的各向异性研究宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background，以下简称CMB）是宇宙中一种非常特殊的背景辐射。
它是宇宙大爆炸之后形成的，是可观测到的宇宙中最早的光线。
CMB的各向同性一直是天文学研究中的一个重要问题，但在近年来的观测研究中，发现了一些不规则的各向异性现象，引发了广泛的讨论和研究。
1. CMB的各向同性与宇宙学原理根据宇宙学原理，即宇宙的规模和结构应该在大尺度上是各向同性的，也就是说，在任意一个方向上，宇宙的统计性质应该是相同的。
CMB作为宇宙演化早期的遗迹，也应该表现出相同的各向同性。
这一点在早期的观测数据中得到了很好的验证。
2. CMB的各向异性现象的发现然而，最近的一些观测结果却显示了CMB存在一些不同寻常的各向异性现象。
例如，数据显示CMB的温度在天球上并不是完全均匀的，存在着微小的温度涨落。
这些涨落代表了宇宙早期的原初密度波动模式。
但在一些角度尺度上，涨落的方差却比其他角度尺度大，这显示了各向异性现象的存在。
3. 各向异性的可能解释对于CMB各向异性的存在，科学家们提出了一些可能的解释。
其中一种解释是基于宇宙膨胀步骤中的缺陷产生的。
即在宇宙早期，某些影响CMB产生的物理过程发生了偏振，导致了各向异性现象的出现。
另一种解释是宇宙的拓扑结构导致的，即空间具有一定的拓扑特性，从而影响了CMB的辐射分布。
这些解释都需要进一步的观测和研究来验证其有效性。
4. 进一步的观测和研究为了解CMB各向同性和各向异性的性质，科学家们进行了大量的观测和研究工作。
例如，通过精确的测量CMB的温度涨落和极化方向，可以进一步探究CMB的各向同性和各向异性。
此外，科学家们还利用大型天文望远镜和先进的观测设备，如CMB探测卫星等，以进一步研究CMB的特性和演化规律。
综上所述，CMB的各向同性一直是宇宙学研究中的一个重要问题。
虽然近年来发现了一些不规则的各向异性现象，但对于这些现象的解释仍然存在争议。
天体物理学中的宇宙辐射和宇宙微波背景辐射
天体物理学中的宇宙辐射和宇宙微波背景辐射宇宙辐射和宇宙微波背景辐射是天体物理学中的两个重要概念。
它们是指在宇宙中普遍存在的辐射，对于研究宇宙的起源和发展有着重要的意义。
宇宙辐射是指存在于宇宙中的电磁波辐射和带电粒子辐射。
其中，电磁波辐射是指光波、微波、红外线、紫外线、X射线和伽玛射线等辐射所组成的，而带电粒子辐射则是指宇宙射线。
宇宙辐射主要由宇宙线和宇宙微波背景辐射两部分组成。
宇宙线是来自我们银河系外或者更远的星系里的高速带电粒子流，其中包括质子、α粒子、电子、伽玛射线等。
这些带电粒子的速度可以达到光速的99.9%，因此当它们与大气层或其他物质相互作用时，会引起宇宙射线爆发现象。
这种现象在银河系的上空可以观测到，是一种非常壮观的自然现象。
而宇宙微波背景辐射则是指存在于宇宙中的微弱辐射。
这种辐射在20世纪60年代被发现，它的存在是宇宙大爆炸模型的一个重要预言。
宇宙大爆炸模型是指宇宙在远古时期一次爆炸扩散，从而形成了今天的宇宙。
在初始时期，宇宙是非常热的，处于等离子态，因此存在大量的电离粒子和光子。
随着宇宙的膨胀和冷却，电离粒子之间的相互作用减弱，最终电荷中性粒子和光子脱离。
这时，宇宙中就开始存在了微波背景辐射。
宇宙微波背景辐射是一种高度均匀的光辐射，能够反映出宇宙在初期的物理状态。
当前的观测表明，宇宙微波背景辐射的温度约为2.7K，其空间分布呈现出极高的均匀性。
利用地面和空间的望远镜，人类可以通过宇宙微波背景辐射来研究宇宙的形成和演化过程。
相对于宇宙辐射的其他成分，宇宙微波背景辐射的特点之一是存在着非常明显的各向同性。
这种均匀性并不是完全的，因为它有一些小的对称性破缺。
通过对微波背景辐射的精确测量，我们能够研究这些非常微小的偏差，理解宇宙起源和演化过程的细节。
此外，通过对微波背景辐射波长分布的分析，我们也可以推断出早期宇宙的密度和温度。
这种方法被称为“视界振荡”，它可以提供精确的宇宙学参数，如宇宙的暴胀速率和组分比例等。
宇宙微波背景辐射的偏极化异常
宇宙微波背景辐射的偏极化异常宇宙微波背景辐射是宇宙中最早期的光辐射，它是宇宙大爆炸之后剩余的热辐射。
作为宇宙学的研究对象，宇宙微波背景辐射的偏极化异常引起了科学家们的广泛关注。
本文将就宇宙微波背景辐射的偏极化异常进行探讨。
一、什么是宇宙微波背景辐射的偏极化异常？宇宙微波背景辐射的偏极化异常，简而言之，就是在微波背景辐射的做两个不同方向的偏振光的强度不一致。
正常情况下，宇宙微波背景辐射应该是均匀的，其偏振方向也应该是随机的。
然而，科学家们研究发现，在某些特定的区域，宇宙微波背景辐射的偏振方向显示出明显的偏离均匀分布的特征，这就是宇宙微波背景辐射的偏极化异常。
二、宇宙微波背景辐射的偏极化异常的成因1. 偏振引力波：偏振引力波是由宇宙早期的剧烈的宇宙膨胀引起的，它们在宇宙微波背景辐射中产生了偏振信号。
而宇宙微波背景辐射的偏极化异常可能是由偏振引力波产生的。
2. 磁场：宇宙微波背景辐射的偏振异常也可能与宇宙中存在的磁场有关。
磁场可以引起光的偏振，当宇宙中存在强磁场时，它们可以影响宇宙微波背景辐射的偏振信号，导致偏极化异常的现象。
3. 天体物质：天体物质中的尘埃、气体等对宇宙微波背景辐射也有一定的影响。
当宇宙微波背景辐射穿过这些天体物质时，可能会发生偏振旋转或散射等现象，导致偏极化异常。
三、宇宙微波背景辐射的偏极化异常的观测方法为了研究宇宙微波背景辐射的偏极化异常，科学家们使用了一系列高精度的实验装置和观测技术。
1. B模式极化：科学家们通过观测宇宙微波背景辐射的B模式极化来研究偏极化异常。
B模式极化是一种螺旋状的偏振模式，其在宇宙微波背景辐射中的分布可以提供关于宇宙结构和演化的重要信息。
2. 探测器：科学家们使用了一系列高灵敏度的探测器，如极化敏感的微波接收器、偏振分束器等，来测量宇宙微波背景辐射的偏振成分。
3. 数据分析：观测到的数据需要经过复杂的数据处理和分析，科学家们利用统计方法和物理模型来研究宇宙微波背景辐射的偏极化异常，并初步推测其成因。
宇宙微波背景的推理计算
宇宙微波背景的推理计算
宇宙微波背景辐射是宇宙学中重要的观测现象，它涉及到宇宙的起源、演化和结构等多个方面。
推理计算是研究宇宙微波背景辐射的一种重要方法，可以从观测数据中推断出有关宇宙的各种信息。
在宇宙学中，宇宙微波背景辐射的推理计算主要基于以下几个假设：
1. 宇宙学原理：认为宇宙是均匀和各向同性的，即宇宙中的物质分布是均匀的，并且各个方向上的观测结果应该是相同的。
2. 广义相对论：认为引力是物质在时空中弯曲的表现，而这种弯曲会影响光的传播路径。
因此，通过观测宇宙微波背景辐射的偏振和各向异性，可以推断出宇宙中的物质分布和时空弯曲。
3. 黑体辐射：认为宇宙微波背景辐射是一种黑体辐射，即其光谱与温度有关，可以用普朗克公式描述。
因此，通过测量宇宙微波背景辐射的温度和光谱，可以推断出其发射时的温度和演化历史。
基于以上假设，宇宙微波背景辐射的推理计算可以通过以下几个步骤进行：
1. 观测数据：通过卫星或地面望远镜等观测设备获取宇宙微波背景辐射的观测数据，包括温度、偏振和各向异性等。
2. 数据处理：对观测数据进行预处理和校准，消除噪声和其他干扰因素，提取有用的信息。
3. 建模：根据广义相对论和黑体辐射等理论，建立模型来描述
宇宙微波背景辐射的演化历史和物质分布。
4. 参数估计：通过比较观测数据和模型预测的结果，估计模型参数的值，例如宇宙学常数、物质密度、哈勃常数等。
5. 统计推断：利用估计的参数值和其他已知信息，推断出有关宇宙微波背景辐射和其他宇宙学现象的统计性质和特征。
总之，推理计算是研究宇宙微波背景辐射的重要方法之一，可以帮助我们更好地理解宇宙的起源、演化和结构。
宇宙微波背景辐射的扰动分析
宇宙微波背景辐射的扰动分析宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，CMBR）是宇宙中最古老、最神秘的辐射之一。
它是宇宙大爆炸后产生的剩余热辐射，源自300,000年宇宙的初始时期。
对CMBR的研究不仅对理解宇宙起源和演化的过程至关重要，还关乎我们对宇宙基本参数的精确测量，如宇宙膨胀速度和物质组成比例等。
然而，尽管CMBR被认为是宇宙中最纯净的信号之一，但在观测和研究的过程中，我们发现了一些微小的扰动和异常。
首先，我们需要了解CMBR的基本特性。
它是一种具有高度均匀性和各向同性的电磁辐射。
具体来说，CMBR的温度几乎是均匀分布的，其空间各处的温度差异在万分之一度左右。
这种高度的均匀性很大程度上符合宇宙大爆炸理论的预测，但也暗示着一种奇怪的现象，即微小的扰动。
这些微小的扰动在CMBR的观测中被称为“各向异性”，其来源有很多可能性。
其中一种解释是宇宙在早期的一个阶段出现了微小的密度波动，这些波动进一步演化并形成了今天看到的宇宙大尺度结构，如星系团和超大尺度的空洞。
这种解释在宇宙学中被称为宇宙通胀模型，即宇宙在诞生初期经历了一种异常迅速的膨胀，导致了微小扰动的形成。
除了宇宙通胀模型外，还有其他一些机制可以解释对CMBR的扰动检测。
例如，引力透镜效应是一种可能的来源，即来自宇宙中的大质量物体，如星系和星系团，可以通过扭曲周围时空而改变CMBR的亮度和形态。
通过测量这种引力透镜效应，我们可以获得有关宇宙中暗物质分布和结构形成的重要信息。
除了各向异性扰动外，CMBR还显示出一些微小的非各向同性现象。
例如，宇宙微波背景极化（Cosmic Microwave Background Polarization，CMBP）的观测结果显示，在CMBR中存在微弱的电场振荡，这可能是宇宙早期引力波的产物。
引力波是由强烈的引力场扰动产生的，例如恒星碰撞或黑洞合并。
探测和研究这些引力波对于测试广义相对论理论和进一步理解宇宙的性质至关重要。
探究宇宙微波背景辐射和宇宙引力波
探究宇宙微波背景辐射和宇宙引力波宇宙是一个神秘而又充满未知的领域。
我们通过观测宇宙微波背景辐射和宇宙引力波，可以更好地了解宇宙的演化和结构。
今天，我们一起来探究这两个引人入胜的课题。
一、宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是指大爆炸后宇宙中物质均匀分布并冷却至温度低于约三千度时，由于物质粒子的重新结合而释放出的辐射。
这种辐射在波长为毫米至厘米的微波段非常显著，是目前观测到的最远的物理现象之一。
1964年，两位研究人员通过使用一个能够接收微波辐射的大大小小的天线，首次发现了宇宙微波背景辐射。
这一发现奠定了宇宙大爆炸理论的基础。
随着技术的进步，如今我们可以通过更加精细的仪器观测到微波背景辐射在不同波长上的分布图像。
这些图像为我们提供了宇宙形成和演化的一些重要线索。
二、宇宙引力波宇宙引力波是一种波动的引力场，最初由爱因斯坦在广义相对论中提出。
它们是宇宙中最微弱的扰动，但它们的存在却有重大的物理意义。
因为它们是宇宙中最稳定的形式之一，可以提供一种独特的方式来测量天体的质量和运动。
直到2015年才首次成功地探测到了宇宙引力波。
当时，美国两个引力波天文台终于观测到了由两个黑洞合并而产生的广义相对论引力波。
这一历史性发现标志着我们对宇宙的认识又向前迈出了一步。
三、相互关系宇宙微波背景辐射和宇宙引力波给出了不同方面的宇宙信息，但它们之间也有一定的联系。
例如，它们都提醒我们，宇宙的演化是一个非常复杂的过程，它们的差异可能源于宇宙不同阶段的物理机制。
同时，宇宙引力波也可以为我们提供有关微波背景辐射的额外信息。
引力波带有包含许多物理信息的波形，这些信息包括引力波产生源的大小、距离、形状和速度等，这些信息可能有助于我们更好地理解微波背景辐射的来源和形成。
四、未来的研究在未来的研究中，我们将继续使用各种科学仪器和技术，来更深入地了解宇宙微波背景辐射和宇宙引力波。
未来的深空观察将会给我们提供更加精确的信息，以帮助我们回答更多的宇宙问题，例如黑暗能量和黑暗物质，宇宙的起源和演化等问题。
宇宙微波背景辐射的各向异性与非高斯性研究
宇宙微波背景辐射的各向异性与非高斯性研究宇宙微波背景辐射是一种由大爆炸产生的宇宙射线背景辐射，广泛认为是揭示宇宙演化历史的重要证据之一。
然而，最近的研究表明，宇宙微波背景辐射中存在着各向异性与非高斯性，这使得我们对宇宙的认识和理解面临新的挑战。
各向异性是指在不同方向上宇宙微波背景辐射的强度有所差异。
早期的宇宙微波背景辐射测量表明，其强度在不同方向上基本上是均匀的，与大爆炸理论的预测相符。
然而，随着精确测量技术的发展，研究人员发现了微小的各向异性信号。
例如，2010年，美国威尔逊卫星测量的结果显示，宇宙微波背景辐射在赤道附近的南北两侧存在温度差异，而这一差异在标准的宇宙模型中无法解释。
各向异性的存在意味着我们对宇宙演化历史的认知可能存在偏差。
对于这一现象，科学家提出了多种可能的解释。
一种解释是宇宙的早期演化可能受到了某种超出我们认知范围的物理过程的影响，例如暗能量或暗物质。
另一种解释是宇宙的拓扑结构可能对宇宙微波背景辐射的分布产生影响。
无论是哪种解释，各向异性的发现都提醒我们，我们对宇宙的认知仍然有待进一步深入研究。
除了各向异性，宇宙微波背景辐射还呈现出非高斯性的特征。
传统的宇宙模型中，我们认为宇宙微波背景辐射应该是高斯分布的，即符合正态分布的曲线。
然而，最近的研究发现，宇宙微波背景辐射中存在一些与高斯性不符的信号。
例如，宇宙微波背景辐射的温度分布在小尺度上可能呈现出非高斯性的特征，这可能与早期宇宙的非线性演化过程有关。
非高斯性的发现也引发了科学家对于当前宇宙模型的质疑。
它意味着我们对宇宙的认知仍然不够完善，还有很多未知的物理过程等待我们去揭示。
为了解释非高斯性信号的来源，科学家提出了多种可能的机制，例如原初引力波、暗能量的非标准动力学等。
这些解释虽然暂时还没有得到确凿的证据支持，但它们为我们提供了拓展宇宙理论的新的思路。
宇宙微波背景辐射的各向异性和非高斯性研究的进展使得宇宙学成为一个更加复杂和令人兴奋的领域。
宇宙微波背景辐射探究
宇宙微波背景辐射探究宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，简称CMB）是宇宙中最早的辐射，也是宇宙大爆炸理论的重要证据之一。
本文将探究宇宙微波背景辐射的起源、性质以及对宇宙学的重要意义。
一、宇宙微波背景辐射的起源宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后形成的，它的起源可以追溯到宇宙诞生的时刻。
在宇宙大爆炸之后，宇宙经历了一个热胶子时期，当宇宙温度下降到约3000K时，电子与质子结合形成了氢原子，宇宙中的光子与氢原子发生散射，从而形成了宇宙微波背景辐射。
这些辐射在宇宙膨胀的过程中被拉伸，从紫外线和可见光的波长拉伸到微波波段，形成了我们今天所观测到的宇宙微波背景辐射。
二、宇宙微波背景辐射的性质1. 温度均匀性：宇宙微波背景辐射在整个宇宙中呈现出非常高的均匀性，其温度变化范围非常小，约为2.7K。
这种高度均匀的温度分布表明宇宙在早期经历了非常均匀的膨胀过程，支持了宇宙大爆炸理论。
2. 各向同性：宇宙微波背景辐射在各个方向上的性质是相同的，没有明显的偏振效应。
这表明宇宙在早期是各向同性的，没有明显的特定方向。
3. 黑体辐射：宇宙微波背景辐射的频谱符合黑体辐射的特征，即在不同频率上的辐射强度与温度成正比。
这一特征进一步支持了宇宙大爆炸理论。
三、宇宙微波背景辐射的重要意义1. 证实宇宙大爆炸理论：宇宙微波背景辐射的存在和性质与宇宙大爆炸理论的预测非常吻合，为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。
它证明了宇宙在早期是非常热的，随着宇宙的膨胀，温度逐渐下降，从而形成了宇宙微波背景辐射。
2. 研究宇宙的演化：通过观测宇宙微波背景辐射的各向同性和温度分布，科学家可以了解宇宙在早期的演化过程。
宇宙微波背景辐射的温度均匀性表明宇宙在早期经历了非常均匀的膨胀过程，这对于研究宇宙的演化和结构形成具有重要意义。
3. 探索宇宙的起源：宇宙微波背景辐射是宇宙中最早的辐射，通过观测它的性质，科学家可以了解宇宙的起源和演化过程。
宇宙齐次性与各向同性性的观测证据
宇宙齐次性与各向同性性的观测证据宇宙齐次性和各向同性性是宇宙学中两个重要的基本假设。
它们指的是宇宙在大尺度上具有相同的性质和规律，无论我们从哪个方向观测宇宙，都应该看到相似的景象。
这两个假设是宇宙学中建立起来的基础，对于我们理解宇宙的起源和演化过程至关重要。
下面将通过观测证据来探讨宇宙齐次性和各向同性性的存在。
首先，宇宙微波背景辐射是证明宇宙齐次性和各向同性性的重要观测证据之一。
宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸理论的预言之一，它是宇宙在大爆炸之后冷却下来的余辉。
观测结果显示，宇宙微波背景辐射呈现出非常高度的均匀性，无论我们从哪个方向观测，都可以看到相似的温度分布。
这表明宇宙在大尺度上是齐次的，不存在明显的温度差异。
同时，宇宙微波背景辐射的功率谱也呈现出非常高度的各向同性性，这意味着宇宙在不同的方向上具有相似的辐射特征。
这些观测结果进一步支持了宇宙齐次性和各向同性性的存在。
其次，大尺度结构的观测也为宇宙齐次性和各向同性性提供了证据。
大尺度结构是指宇宙中的星系、星团以及超星系团等天体的分布模式。
观测结果显示，这些天体在大尺度上呈现出一定的规律性，形成了类似于网状的结构。
虽然在小尺度上存在一些局部的不规则性，但在整体上，宇宙的大尺度结构是相对均匀的。
这表明宇宙在大尺度上具有齐次性，无论我们从哪个方向观测，都可以看到类似的结构。
此外，宇宙背景引力波的观测也为宇宙齐次性和各向同性性提供了支持。
宇宙背景引力波是宇宙早期的引力波留下的痕迹，它们的存在可以通过探测宇宙微波背景辐射的极化来间接观测到。
最近的观测结果显示，宇宙背景引力波的功率谱呈现出非常高度的各向同性性，这意味着宇宙在不同的方向上具有相似的引力波特征。
这一发现进一步支持了宇宙齐次性和各向同性性的存在。
总结起来，宇宙齐次性和各向同性性是宇宙学中的两个基本假设，它们对于我们理解宇宙的起源和演化过程至关重要。
通过观测宇宙微波背景辐射、大尺度结构以及宇宙背景引力波等现象，我们可以发现宇宙在大尺度上呈现出相似的性质和规律，无论我们从哪个方向观测，都可以看到相似的景象。
宇宙微波背景辐射知识点
宇宙微波背景辐射知识点宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，简称CMB）是宇宙中最早的辐射信号，同时也是宇宙起源和演化的珍贵遗迹。
本文将介绍宇宙微波背景辐射的定义、发现历程、特征、起源及其对宇宙学的重要意义。
一、定义宇宙微波背景辐射是指宇宙中存在的辐射，其波长介于微波和无线电波之间，对应的频率范围在300 MHz至300 GHz之间。
宇宙微波背景辐射是一种热辐射，它以均匀的强度在宇宙中传播。
二、发现历程宇宙微波背景辐射的发现可以追溯到20世纪60年代。
美国天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊通过使用一种名为探测器的射电望远镜，在1965年首次探测到了宇宙微波背景辐射的信号。
这一发现为宇宙学提供了强有力的证据，支持了宇宙大爆炸理论。
三、特征1. 平均温度：宇宙微波背景辐射的平均温度约为2.7K，相当于摄氏度下的-270.3°C，非常接近绝对零度。
2. 等向性：宇宙微波背景辐射在各个方向上具有相同的强度，呈现出高度的等向性。
3. 黑体辐射谱：宇宙微波背景辐射的谱分布符合黑体辐射，呈现出典型的黑体辐射曲线。
四、起源宇宙微波背景辐射的起源可以追溯到宇宙大爆炸理论。
根据宇宙大爆炸理论，宇宙在诞生之初处于非常高温的状态，随着宇宙的膨胀和冷却，热辐射逐渐演化为宇宙微波背景辐射。
宇宙微波背景辐射来自宇宙诞生时的“大爆炸余烬”，是宇宙早期物质与辐射之间的强烈耦合所形成的。
五、宇宙学意义宇宙微波背景辐射对于宇宙学的意义重大。
首先，它为宇宙大爆炸理论提供了强有力的证据，支持了宇宙起源于一个高温、高密度的初始状态。
其次，宇宙微波背景辐射的各向同性和均匀性为宇宙学提供了重要的基准，帮助我们研究宇宙的结构和演化。
此外，通过对宇宙微波背景辐射的观测和研究，科学家能够了解宇宙的组成、宇宙结构和宇宙膨胀等诸多重要问题。
六、研究方法和进展为了更深入地研究宇宙微波背景辐射，科学家们开展了一系列的实验和观测。
2006年诺贝尔物理学奖_宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性
a Big Bang as t he m yt hical H er o PanGu clef t t he sky f rom t he Eart h, t he energ y densit y and t emperat ur e w ere ex tr em ely high at t he beg inning yet wபைடு நூலகம்it hout a part icular point of ex plosion
关键词
2006 年物理诺贝尔奖; 宇宙大爆炸 ; 微波背景辐射; 哈勃膨胀 ; 宇宙早期核合成; 引力 波 ; 广义相对论; 空间卫星实验
NOBEL PRIZE IN PHYSICS 2006 ) ) ) BLACKBODY SPECTRUM AND ANISOTROPY OF MICROWAVE BACKGROUND RADIATION IN THE UNIVERSE
4、 图 5) 和各向异性 ( 见第 21 页图 6、 图 7 ) 方 面所做
Lou Yuqing
( Phys ics Departm ent an d T singh ua Cen t er for A st rophys ics ( TH CA ) , Tsin ghua U nivers ity, Beiji ng 100084, Chin a)
Abstract
As t he f olklor e g oes t hat our universe st ar ted about 13. 7 billion years ago in a manner of
11
物理与工程 Vol. 17 N o. 1 2007
cent er, every thing w as unif orm and iso tro pic o n suf f icient ly larg e scales of spacet ime, and t he U niverse cont inues to ex pand up t o now . Soo n af t er the very beginning, t he t emper at ure of our U niverse dro pped rapidly, several ty pes of f undam ent al par ticles emerg ed in successio n, pr ocesses of thermal nuclear synthesis in the early Univer se largely det ermined the prim ordial element abundance dist ribut ion prior t o t he fo rmat ion o f f irst - g enerat io n stars in t he U niverse. At t he onset of Big Bang o f our U niv er se, there sho uld ex ist quantum f luct uat ions in t he energy f ield; such w eak yet ubiquit ous f luct uat ions carried ov er to t he m at t er f ield emerged later w ere g radual ly amplified hierarchically by g rav ity , leading to t he for mat io n of mat er ial st ruct ural syst ems on various scales in cosm olog ical spacet ime ( including superclust ers of g alax ies, clusters o f g alax ies, g alax ies, g lobular clust ers, st ar s, and planet s and so f ort h) . As t he Universe ex pands, t he t emperat ur e of a t hermal elect rom ag net ic radiat ion field t rapped inside mat er ials decr eases; abo ut 389 t housand years aft er t he Big Bang, t his thermal electr omagnetic radiat ion f ield no longer interact s w it h mat ter but st il l carr ies t he indelible imprint of earlier matt er fluctuatio ns. Based on t he gener al t heo ry of relat ivit y cr eat ed and f orm ulat ed by Einst ein ( 1915) , Einstein himself ( 1917) , Friedm ann ( 1922) , L ema tr e ( 1927) , de Sitt er ( 1932) init iat ed t he t heo ret ical ex plo rat ion of m odern cosmolo gy. H ubble ( 1929) published the epochal observat ional fact that t he receding speed of g alax ies is proport ional t o their dist ances aw ay f rom us. Based on co smic element al abundance and the phy sics of nuclear synt hesis, Gamow , Alpher and H erman boldly co nceived t he phy sical f ramewo rk scenar io f or a Big Bang U niverse during 1940s t o 1950s. While conduct ing m icrow ave ant enna research at Bell L aborat ories, P enzias and Wilson ( 1964 ) unex pectedly disco ver ed t he remnant 2. 7K cosm ic microw ave backgr ound r adiat ion. Af ter y ears o f car ef ul design and preparat ion, Mat her and Sm oot ( fro m 1989 t o 1994) led t he COsm ic Backg round Ex plorer ( COBE) sat ellit e exper im ent to accurat ely measur e t he blackbo dy spect rum and t he anisot ropy of f eeble f luct uat ions; in recog nizing t heir g roundbreaking cont ribut ions, t hey w ere aw arded t he Nobel P rize in Physics of year 2006. During past 90 y ears, scientists v oiced various opinions in compet it ion, fight ing each ot her f ier cely, collect ing relev ant ev idence, and cr eat ing various t heo ries. A long w it h t he persist ent and com prehensive development of ex periment s o n gro und, at high alt it udes and in space as w ell as t he t heo ret ical resear ch, w e are ent ering t he era of precision cosm olog y. Key Words Nobel P rize in Physics 2006; big bang univ erse; micr ow av e backgro und radiat ion; H ubble ex pansion; nuclear synt hesis in t he early univ erse; apace aat ellit e w xper im ent
宇宙微波背景辐射偏极化特征分析
宇宙微波背景辐射偏极化特征分析宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，简称CMB）是宇宙中最古老的辐射之一，它是宇宙大爆炸的余热，在宇宙诞生后约380,000年后形成。
CMB的偏极化是关于该辐射电磁波振动方向的测量，能够提供关于宇宙的重要信息，例如早期宇宙的形态、宇宙结构的起源以及宇宙纤维布局的研究。
本文将对宇宙微波背景辐射的偏极化特征进行分析。
一、CMB偏极化的意义CMB偏极化是指宇宙微波背景辐射的振动方向出现偏差。
这个现象可以告诉我们关于宇宙早期结构和演化的重要信息。
通过分析CMB的偏极化特征，我们可以了解宇宙的早期形态、原初引力波的存在以及宇宙纤维布局等问题，从而更好地理解宇宙的起源和演化。
二、CMB偏极化观测方法为了观测CMB的偏极化特征，科学家们使用了许多先进的观测设备和技术。
一种常用的方法是使用偏振旋转器，并将其安装在望远镜中。
偏振旋转器可以将入射的CMB辐射的振动方向旋转一定角度，进而测量其偏极化信号。
另一种方法是使用偏振片（Polarizers），它们可以通过滤除非偏振的辐射来增强偏振信号。
三、CMB偏极化的发现与观测结果通过数十年的观测和研究，科学家们终于在2002年实现了对CMB偏极化的首次探测，并在随后的观测中取得了一系列重要的研究成果。
其中最重要的是探测到了CMB的B模式偏极化信号，这是宇宙中原初引力波造成的特征，为宇宙早期宇宙膨胀理论提供了重要的证据。
四、CMB偏极化的宇宙学应用CMB偏极化的研究具有重要的宇宙学应用。
通过分析CMB偏极化信号的强度和分布，我们可以推断出宇宙的结构和演化。
例如，CMB偏极化信号的统计性质可以提供关于暗能量、暗物质、引力波等问题的信息。
此外，CMB偏极化信号的观测还可以用于研究宇宙的纤维布局、星系团的演化以及星系形成等问题。
五、未来展望随着观测设备和技术的不断进步，对于CMB偏极化的观测能力将会得到显著提高。
宇宙微波背景辐射
宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background Radiation，简称CMB）是宇宙中的一种电磁辐射，它是从宇宙大爆炸后形成的原始宇宙辐射演化到今天的结果。
本文将介绍宇宙微波背景辐射的发现、性质以及对宇宙学的重要意义。
一、发现历程宇宙微波背景辐射的发现与1965年有关。
当时，天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在进行无线电天线观测时，意外地发现了一种来源不明的微弱辐射。
进一步的研究揭示出这种辐射呈现均匀的背景性质，出现在天空的各个方向上，并且具有一个温度值约为2.7K。
这个发现引起了科学界的广泛关注，并被认为是宇宙大爆炸模型的一个重要证据。
二、性质解析1. 均匀的分布特征：宇宙微波背景辐射在天空中均匀分布，没有明显的各向异性。
2. 热致起源：CMB的温度约为2.7K，这个值与宇宙中物质的状态有关。
宇宙膨胀过程中，宇宙微波背景辐射的频谱通过自由电子散射而与物质达到热平衡，成为一个黑体辐射体。
3. 宇宙红移：CMB的红移是重要的观测特征，它是宇宙膨胀过程中导致光谱线向长波段方向移动的结果。
通过红移测量，我们可以推断出宇宙背景辐射在宇宙大爆炸之后的演化过程。
三、宇宙学意义1. 宇宙大爆炸的证据：宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸模型的一个重要证据，支持宇宙起源于一个高温、高密度的状态，并且随着时间的推移逐渐膨胀和冷却。
2. 宇宙结构演化的起点：宇宙微波背景辐射的性质提供了对宇宙结构演化起点的重要线索。
在宇宙膨胀的过程中，微小的密度起伏逐渐增长，最终形成了我们观测到的星系、星云等宇宙结构。
3. 宇宙学参数的测量：CMB的研究可以提供对宇宙学参数的限制和测量，例如宇宙膨胀速率、物质密度参数、宇宙学常数等。
结论宇宙微波背景辐射的发现和研究为我们理解宇宙的起源和演化提供了重要线索。
它的发现不仅证实了宇宙大爆炸模型，也为宇宙学参数的测量提供了依据。
通过对CMB的深入研究，我们期待能够揭示更多关于宇宙的奥秘，进一步推进人类对宇宙的认知。
宇宙微波背景辐射的各向异性研究
宇宙微波背景辐射的各向异性研究宇宙微波背景辐射是一种在宇宙中广泛存在的辐射，源自于大爆炸之后形成的宇宙背景。
它被认为是揭示宇宙早期演化过程以及存在的各种宇宙结构的关键证据之一。
然而，近年来，研究人员发现宇宙微波背景辐射存在着各向异性的现象，即辐射的性质在不同的方向上有所差异。
本文将就宇宙微波背景辐射的各向异性进行探讨和研究。
首先，我们需要了解宇宙微波背景辐射的原理。
宇宙微波背景辐射是在大爆炸之后形成的，可以看作是宇宙早期的余辉。
它以均匀的分布存在于整个宇宙中，是一种由于宇宙膨胀而发生红移的电磁辐射。
这种辐射的温度非常低，约为2.7开尔文，呈现出一个非常均匀的辐射背景。
然而，最近的研究表明，宇宙微波背景辐射在不同的方向上存在着微小的温度差异。
这种各向异性的现象激发了科学家们的浓厚兴趣。
研究表明，宇宙微波背景辐射的各向异性可能与宇宙背景中的物质分布和宇宙结构的形成有关。
为了更好地理解宇宙微波背景辐射的各向异性，科学家们使用了各种观测手段和分析方法。
其中一种主要的观测手段是利用微波辐射探测器进行全天空的观测。
这些探测器能够测量不同方向上的微波背景辐射的强度和频谱分布。
通过这些观测数据，科学家们得以探寻宇宙微波背景辐射的各向异性。
针对宇宙微波背景辐射各向异性的研究已经取得了一些重要的发现。
研究人员发现，宇宙微波背景辐射的各向异性主要表现为温度上的微小差异。
这种差异呈现出一种称为“大尺度各向异性”的特征，即辐射的温度在大尺度上存在一定的不均匀性。
这一发现对于了解宇宙结构的形成和宇宙学理论的发展具有重要意义。
在进一步的研究中，科学家们还发现了一些局部的各向异性现象，这可能与宇宙中的大尺度结构有关。
值得注意的是，宇宙微波背景辐射的各向异性研究还面临一些挑战和问题。
首先，由于观测数据的限制，科学家们需要更多准确的数据来验证各向异性现象的存在。
其次，科学家们还需要进一步探究各向异性现象的物理机制和原因。
这需要结合更多的理论模型和复杂的分析方法，以便更好地解释和理解这一现象。
太空探索的未知领域知识点
太空探索的未知领域知识点太空探索一直以来都是人类的梦想和追求。
我们通过不断的科技进步和探索努力，逐渐揭开了太空的神秘面纱。
然而，太空探索的未知领域仍然存在许多知识点，这些知识点的探索将进一步推动我们对宇宙的理解和发展。
本文将介绍几个太空探索的未知领域知识点。
1. 暗物质和暗能量暗物质和暗能量是目前宇宙学中最大的未解之谜之一。
根据天文观测数据，宇宙中的物质和能量只占整个宇宙总质量和能量的5%左右，而剩下的95%被称为暗物质和暗能量。
暗物质没有发现直接的证据，但通过对星系旋转曲线和宇宙微波背景辐射的观测，科学家们推测它存在并对宇宙的演化起到重要作用。
暗能量则是一种推动宇宙加速膨胀的力量，但其具体性质和来源仍然不明。
太空探索可以通过观测宇宙微弱的背景辐射和星系的分布来进一步研究暗物质和暗能量，以揭示宇宙的真相。
2. 引力波引力波是爱因斯坦广义相对论的预言，它是由质量和能量的运动而产生的时空弯曲的波动。
引力波的探测对于研究黑洞、中子星碰撞等极端天体物理现象具有重要意义。
2015年，利果·戈斯和雷纳德·魏斯等科学家成功探测到引力波，这一重大突破为宇宙学和天体物理学领域带来了新的机遇。
未来，太空探索可以通过发射引力波探测器到太空中，进一步提高引力波的探测灵敏度和精度，以便更好地观测和研究引力波现象。
3. 外星生命外星生命一直是人类最感兴趣的话题之一。
虽然目前还没有直接发现外星生命的证据，但宇宙中存在着大量的行星和类地行星，这些行星可能具备类似地球的生命条件。
例如，火星上的水冰存在和一些外星行星的大气中发现的生命元素都为外星生命的存在提供了可能性。
太空探索可以通过发射探测器和太空望远镜，对外星行星进行详细观测和分析，以寻找外星生命的蛛丝马迹，从而进一步揭示宇宙生命的起源和进化。
4. 宇宙背景辐射宇宙背景辐射是宇宙大爆炸后形成的辐射余热，它是宇宙学的重要证据之一。
通过对宇宙背景辐射的观测，科学家们可以了解宇宙的起源、演化和结构。
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引力波情況下再電離的譜：
Phys.Rev.D79, 083002 (2009)
34
匯總起來：解析解、數值解、觀測的比較：
35
WMAP 觀測的譜：
36
WMAP: High precision Before WMAP
CMB未來仍然是宇宙學的主要研究領域， 其中CBB的探測， 再電離 研究將是主要課題。
32
3，宇宙再電離（reinization）的影響
------- possibly by first generation of luminous stellar objects ------- likely occurred z = (6~ 20), uncertain yet;
WMAP5 :（sudden re-ionization ）z = 11 (95%CL). ------- a major process secondary only to the decoupling 這也是未來的CMB研究的重點
大爆炸發現和研究的历史：
爱因斯坦（1916）：静态宇宙模型 de Sitter（1931）：膨胀宇宙模型（加速） 哈勃（1929）： 宇宙在膨胀中 Gamow（1946）： 大爆炸提出、核合成模型 Penzias & Wilson (1965): 宇宙微波背景辐射 Mather & Smoot（1992）: CMB的各向异性 Riess & Perlmutter (1998)：宇宙加速膨胀
cavity:
ν ＝104 Hz MAGO, EXPLORER
laser interferometer:
ground,
ν＝102－103 Hz LIGO, VIRGO, etc
space,
ν＝ 10-3－100 Hz LISA，ASTROD, etc
high frequencies
Gaussian laser beam ν＝ 109 －1010 Hz
2
Penzias & Wilson
微波背景辐射
今天宇宙中充滿了 T=2.723 K的微波背景辐射， 波長在λ~0.1cm附近，是幾乎完美的Planck黑體譜，
p = ρ/3 ~ (π 2/15) T4, ε(ν) = hν/(ehν/kT -1),
4
CMB如何產生的？
在宇宙早期，温度 T~ 3000 K (年龄? 38万年，z~1100)
38
4，引力波簡介
39
40
41
J Weber 1960's 铝棒引力波探测器
42
LIGO探測器
43
VIRGO探測器
44
LISA空間探測器
45
5，殘餘引力波（ ） Relic Gravitational Waves
宇宙極早期暴漲時期產生RGW，它取決於初始條件: A, β, αT :
பைடு நூலகம்46
and both will enter the Sachs-Wolfe term and generate CMB anisotropies and polarization.
21
引力波情況下的光子氣體的Boltzmann 方程 ：
Equivalent to ： with
anisotropies polarization
RGW的主要特點：
隨機背景，譜非常寬，任何時期、任何地方存在。 是一個主要的探測目標。
low frequencies CMB ν＝(10-18－10-14) Hz WMAP, Planck, CMBPol, etc pulsar timing ν＝ 10-9 Hz PPTA, etc
medium frequencies
电子 + 质子 = 氢原子 + 光子
自由的光子, T~1/a(t)，就成为今天的CMB，T~ 2.7K 。仍然是 幾乎完美的黑體譜。
幾乎？就是還不完美，存在不均勻，即溫度各向異性和偏振。
5
COBE (Mather & Smoot)
? 背景辐射有 10-5大小的温度起伏，不同的颜色。 ? 这是我们能看到的宇宙的最早图象。
CMB anisotropies and polarization Gravitational Waves(Relic and Radiated )
Yang Zhang Astronomy Department
USTC
1
1, CMB 各向異性和偏振
大爆炸宇宙: 宇宙是從早期高溫高壓演化而來。 重要證據之一 ：宇宙中存在2.7k的微波背景輻射（CMB）。
今天， 140 亿年
幼年， 38万年
7
8
CMB 觀測結果（ WMAP 2003 ）
9
10
11
以上，是大大簡化了的結果。
還有一系列宇宙學的因素要考慮，將修正簡化結果。
理論上可以計算出這些因素的效應， 再與觀測比較， 從而確定一系列的宇宙學參數（模型）。 這對推進宇宙學的進展是巨大的。
12
以下因素：
22
近似解析解：
where with c ~ 0.6, b ~ 0.8
23
24
引力波產生的全部4個譜（解析解）：
25
類似地，密度擾動情況下的Boltzmann eq: formal sol. ：
26
近似解析解：
其中 動量積分，給出譜：
27
密度擾動產生的3個譜（解析解）：
28
29
30
31
ds2=a2(t) [ -dt2 + (δij+hij) ]
perturbations hij ＝ hδij/3+hij|| (scalar)
+hij┴
(vector)
+hijT
(tensor, RGWs)
both scalar (density perturbation) and tensor (RGWs) modes are generated during the inflationary stage of the very early universe,
13
14
15
2，CMB的偏振
16
17
18
於是，得到CMB的四個譜：
19
注意，度規擾動 hij 包括兩部份： 標量型擾動（密度擾動）； 張量型擾動（引力波）； 它們所誘導的CMB譜是不同的。 密度擾動只能產生CTT,CEE,CTE，不產生CBB, 引力波可以產生全部4個譜。
具體說，
20
In the expanding universe with Robertson-Walker metric