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1 # 錦道JN
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2 # 愛較真的戴老師
遇事不決,量子力學,量子菌來回答這個問題。
早期人類認為,宇宙是恆定的,不會隨著時間而發生什麼變化,這就是宇宙的穩恆態模型。但是隨著1965年,人們發現了宇宙背景輻射,一個位於米國紐澤西州的實驗室,偶然發現收音機天線中有持續的背景噪音,多次實驗以後,確認了這是來自宇宙的微弱的輻射造成的,被稱為宇宙背景輻射。
宇宙大爆炸理論認為,宇宙是開始於極度壓縮的形態,具有極高的溫度,和強烈的輻射。當時的宇宙中充滿中輻射,隨著宇宙的膨脹和冷卻,輻射按照多普勒效應會不斷移項低能的長波段。
大量的觀測結果表明,這種宇宙背景輻射和宇宙大爆炸理論的預言完全符合,是宇宙膨脹過程中早期高溫輻射態遺留下的。大爆炸之後,宇宙中就充滿了膨脹早期高溫所遺留下來的背景輻射,這種背景噪音賴在宇宙中的各個地方,對應於溫度約為2.7k,
對於宇宙背景輻射,最佳觀測的位置,當然是在太空中。2001年,NASA發射了微波輻射探測衛星,繪製出了宇宙背景輻射的詳細圖形。WMAP探測器精確繪製的背景輻射影象上,溫度的差別僅為百萬分之一攝氏度。
因此,宇宙背景輻射是一項重大的發現,它是宇宙大爆炸理論的直接觀測證據,為推翻已有的穩恆態宇宙模型提供了實驗支撐。
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3 # 想法捕手
現代宇宙學的各種理論,幾乎都是基於微波背景輻射的觀測資料而推匯出來的,例如,宇宙的年齡,可視宇宙的大小,以及最新的宇宙理論,暴脹理論。所以說,微波背景輻射是宇宙的“指紋”,一點也不為過。
微波背景輻射是什麼?“微波背景輻射”是移居美國的蘇聯物理學家伽莫夫在1948年,做出的一個宇宙理論預言。而伽莫夫的宇宙理論,就是我們最熟悉的“宇宙大爆炸”。
伽莫夫認為宇宙誕生時的“第一束”光(電磁波輻射),會以宇宙“遺蹟”的形式殘存下來。因為輻射各向同性,隨著時間流逝,即使宇宙膨脹了,這些輻射也不會消失,只會溫度越來越低,這就是“宇宙背景輻射”。
現在我們知道,它只比絕對零度高大約3K。
1964年,美國貝爾實驗室的工程師阿諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)首次發現了這種輻射,而當時他們只是在研究一種新的無線電接收器,而極力想要消除它接收到的噪聲,但這種噪聲卻揮之不去。
最後,這揮之不去的噪聲卻讓他們獲得了1978年的諾貝爾物理學獎。“宇宙大爆炸”理論也因此一炮而紅。
微波背景輻射圖是如何繪製的?隨著背景輻射的證實,科學家開始想辦法繪製宇宙微波背景輻射圖,來探知宇宙的本來面目。
最早是1989年NASA發射了一顆名為“宇宙背景探測器”(COBE)衛星,用來測量背景輻射,當時的解析度有7度。
2001年,NASA又發射了威爾金森微波各向異性探測器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,簡稱WMAP)來獲取全宇觀測資料。角解析度提高到了13分。
最後是2009年,歐洲航天局根據“普朗克”太空探測器傳回的資料繪製的宇宙背景輻射圖,是至今最清晰的。
探測器一般都是透過送入第二拉格朗日點L2,來進行全天掃描。 拉格朗日點指在地球外層空間中,受太陽、地球兩大天體引力作用,能保持相對靜止的點。
1772年,由法國數學家拉格朗日推導並證明,共有5個。其中L2點位於日地連線上、離地球約150萬公里處。
在L2點,衛星能以最低消耗長期駐留,是探測器、天體望遠鏡定位和觀測太陽系的理想位置,在工程和科學上具有重要的實際應用和科學探索價值,是國際深空探測的熱點。
探測器傳回資料後,需要大量的資料加工處理。最主要就是剔除太陽和銀河系的干擾,畢竟這兩傢伙擋在最前面。
然後就呈現出了大家所看到的“微波宇宙背景輻射圖”。
微波背景輻射圖展現的宇宙模樣。在整體上宇宙表現得十分均勻。比較熱的地方物質密度稍大點,冷的地方物質密度稍微小一點。而正是這些微小的不均勻性,導致了今天的各個天體的形成。
比如,太陽系99%的質量被太陽所佔據,而對於宇宙,太陽系又如一顆沙粒。
密度稍大的區域引力稍強一點,就會吸引更多的物質匯聚,以形成恆星、星系,各星系又可以形成星系團。
總之,物質都喜歡抱團,但一旦達到星系團的尺度,宇宙看上去就十分均勻了,因為星系團之間畢竟太遠了,引力也變得微乎其微了。
所以,宇宙最大的特點就是區域性不均勻,而整體均勻。
另外,根據背景輻射圖溫度對應的物質密度,透過分析溫度的起伏,可估算出物質的總質量。 根據探測器觀察到的範圍,我們能估算出可見宇宙的尺寸大小。
以地球為圓心,大約930億萬光年的直徑,而可視宇宙的半徑就是哈勃常數的倒數,再遠的部分由於宇宙膨脹的速度超過了光速,我們就再也看不到了。
於是,會產生一個視界。所以簡單來說,膨脹的宇宙就像一個內外反轉的黑洞。而根據背景輻射圖,還可以計算出宇宙年齡大約是138億年。
總結“宇宙微波背景輻射”的各項資料,是目前研究宇宙學的最有力的支撐,基於它的各種理論層出不窮。
比如,Sunyaev-Zel"dovich 效應、重子聲波振盪理論、積分Sachs-Wolfe效應,以及宇宙暴脹理論,都是在解釋背景輻射的各種觀測資料。
可以說“宇宙微波背景輻射”就像是一個研究宇宙學的寶庫,但現在主流的宇宙理論,只是單純的解釋了已知的資料,還缺乏對未知的預言。
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首先說宇宙微波是什麼時間產生的;
大部分人(大部分科學家)都認為宇宙起源是由一個緻密熾熱的一個非常小的奇點產生大爆產生的。持這種觀點的朋友有幾個問題得需要回答;第一,質量和引力如何產生?如果沒有質量和引力物質如何聚集?萬有引力可不是一直都有的!第二,如何產生我們現在這樣的正物質宇宙?一次大爆炸將物質粉碎並拋射到宇宙中又怎樣才能產生正物質?第三,大爆炸後形成了夸克湯,那麼請問正、負電子在那裡?如果也在這裡的話它們還能存在嗎?早就應該正負電子湮滅了。
宇宙起源也是宇宙的歸宿!它就是黑洞和白洞!當宇宙中大部分恆星都死亡時,恆星所產生的能量態物質也大幅度下降,它所產生的太一場也變得非常小,當太一場不能使黑洞產生足夠的質量和引力時,黑洞停止了只進不出的工作變成了白洞(黑洞的引力不足已束縛傳黑洞內的物質時)開始只出不進的工作,也就是宇宙大反彈開始!
當反彈物質重新聚集後也就有了大小不一的恆星,當恆星產生核聚變時也就有了宇宙中的第一屢陽光!宇宙微波背景輻射也就這時才產生。
其次,宇宙微波輻射不存在"衰變",只有衰減!所謂衰變就是因恆星(發光體)速度變化而產生的光頻變化,這也正好給我們提供了探索宇宙的資料!
大家在探索宇宙時要注意的是;宇宙不存在"時空"膨脹!所謂超光速是正常現象!我們所認識的光速只是地球所在區域的光速!光波速度所反映的是空間能量場強度(太一場強度)。太一場是讓物質產生質量和引力的場,也是讓光速達到某一值(地球區域30萬公里/秒)的場!