宇宙微波背景辐射

1964年,两名美国科学家,阿诺。彭齐亚斯和罗伯特。威尔森,致力于一个项目在新泽西州贝尔实验室识别和消除干扰卫星通信的来源。他们意外地发现在他们的工作中最重要的发现之一,天文学和天体物理学的世纪。当彭齐亚斯和威尔逊检查无线电波排放银河系使用微波波长,他们发现了一个背景“嘶嘶声”,不会消失,无论哪个方向时,他们指出他们的接收天线或测量。然后他们全年持续,表明这种背景杂音是各向同性的,这意味着它有同样的强度在各个方向。

彭齐亚斯和威尔逊的无线电信号解释这种噪音的方法,寻求解释从短路和设备故障,地面干扰,大气风暴,和一切他们和他们的同事们能想到的可能的原因。所有这些简单解释失败,最后彭齐亚斯和威尔逊认为这个低级的噪声信号是一个残余最初的大爆炸遗留的辐射和宇宙的创造。他们把他们的发现和分析的结果,并获得了1978年诺贝尔物理学奖。

背景微波波长的嘶嘶声彭齐亚斯和威尔逊发现被称为宇宙微波背景辐射。这样一个信号被物理学家预测存在自1940年代以来,更具体地说,普林斯顿大学的研究人员在1960年代早期。这些预测是基于认为大爆炸后的早期宇宙一定是密度极高,热,和充满了高能热辐射包括短波长伽马射线。在报纸上发表彭齐亚斯和威尔逊的发现之前,科学家们预测,随着宇宙的膨胀和冷却,这种原始背景辐射的频率会从伽马射线,射线,紫外线最终,无线电波。这被称为黑体辐射理论,其身体的频率降低(宇宙)冷却和扩展。其他科学家,包括普林斯顿集团检查彭齐亚斯和威尔逊的发现,他们认为现在的宇宙背景辐射的温度对应于一个黑体的温度大约3 k。

一些宇宙背景辐射的波长从地球上难以衡量。科学家们花了数年时间研究试图做出更好的测量的辐射,利用观测平台包括雄心勃勃的气球,和其他设计实验,从未完成。然而在1989年,卫星宇宙背景探测器(COBE)发起,并测量不同波长的宇宙背景辐射的强度,验证它与黑体辐射曲线的身体温度为2.7 k。COBE还证实,背景辐射高度iso-tropic,或在不同的方向均匀。但COBE检测到一个非常轻微的辐射转向蓝色狮子座的方向,和红色向完全相反的方向。这些变化是等同于多普勒频移引起的背景辐射在太空地球的运动。运动导致辐射转向短和热波长(蓝色)向身体方向(地球)是移动,由入射辐射的收缩引起的,和红色(冷却器)相反的方向,随着辐射稍远的旅行到地球的新职位。的多普勒频移(0.0034 k)地球的宇宙背景辐射对应运动在空间的248英里/秒(400千米/秒)狮子座。

因为辐射的传播速度不能超过光速,和宇宙背景辐射来自如此遥远,现在3-kelvin辐射从地球上观察到(或地球轨道)发出久远的时代,几乎从宇宙的开始的时间。现在光子接收地球上这个宇宙背景辐射没有与任何物质自宇宙只有100000岁(13或140亿年前),当宇宙小于当前大小的变换。目前这是最远的在时间和空间,可以观察到没有进入核和粒子物理领域。宇宙背景辐射代表了最古老的快照宇宙年轻时的样子。

也看到天文学;天体物理学;宇宙的起源和演化。

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