说宇宙背景辐射

说宇宙背景辐射

为什么说宇宙背景辐射的发现，为观测宇宙开辟了一个新领域？

2018-05-13 15:23宇宙/大爆炸/辐射

1964年5月13日，美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊在7.35厘米的波长上测到宇宙空间的各向同性辐射。这个现象后来被命名为宇宙背景辐射。那么，什么是宇宙背景辐射呢？

1964年，美国贝尔电话公司年轻的工程师——彭齐亚斯和威尔逊，在调试他们那巨大的喇叭形天线时，出乎意料地接收到一种无线电干扰噪声。在天空中的任何方向上都能接收到这种噪声，各个方向上信号的强度都一样，而且历时数月而无变化。

这种噪声的波长在微波波段，对应于有效温度为3.5K的黑体辐射出的电磁波。他们分析后认为，这种噪声肯定不是来自人造卫星，也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系射电源，因为在转动天线时，噪声强度始终不变。经过进一步测量和计算，得出辐射温度是2.7K，一般称之为3K宇宙微波背景辐射。

宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属于微波范围。

微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱，在0.3厘米－75厘米波段，可以在地面上直接测到；在大于100厘米的射电波段，银河系本身的超高频辐射掩盖了来自河外空间的辐射，因而不能直接测到；在小于0.3厘米波段，由于地球大气辐射的干扰，要依靠气球、火箭或卫星等空间探测手段才能测到。从0.054厘米直到数十厘米波段内的测量表明，背景辐射是温度近于2.7K的黑体辐射，习惯称为3K背景辐射。微波背景辐射应具有比遥远星系和射电源所能提供的更为古老的信息。微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性。这有两方面的含义：首先是小尺度上的各向同性。在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于0.2－0.3%；其次是大尺度上的各向同性。沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3%。各向同性说明，在各个不同方向上，在各个相距非常遥远的天区之间，存在过相互的联系。

文章中：

各向同性指物体的物理、化学性质不会因方向不同而有变化的特性，物体在不同的方向所测得的性能数值完全相同。物理性质不随量度方向变化的特性，物体不同方向所测得的性能，显示出同样的数值。

宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。说明整个宇宙都是电磁粒子和电磁体物质。

辐射是指能量以电磁波或粒子的形式向外扩散，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。

宇宙的电磁力是波动的。宇宙的温度都是高于绝对温度零度，所以电磁粒子都会运动或者波动产生电磁波。

空气、物体都有吸收电磁波的性能，一些宇宙波会被空气吸收转换成为热能，没有吸收或者衰减没有为零的宇宙波就能传到地面上。

宇宙中充满了电磁粒子，那么所有的物质、物体都是电磁粒子组成的，电磁粒子在电磁场中受所有的力是电磁力，电磁力分为引力和斥力两种。一些地方引

力比斥力大，一些地方斥力比引力大，引力和斥力能互相转换。

在一个系统中，质能是守恒的，本人通过实验证明了的。宇宙的温度高于绝对温度零度，都有热运动，宇宙中的电磁粒子同样有热运动，运动就有摩擦，只是摩擦力小一些，热运动有噪音变化、热量变化、电磁力（电磁场）变化，新物质的变化。运动越剧烈，上面四种现象变化的越剧烈。

到绝对温度零度时，目前的理论认为，原子、分子就不会运动，那么噪音、发热量、电磁力就不变化了。

若低于绝对温度零度，运动情况又如何呢？

在绝对温度零度的运动情况是运动曲线1，那么低于绝对温度零度时的运动情况可能是运动曲线2，与高于绝对温度零度运动情况反相。