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专业英汉汉英词典,宇宙背景辐射

来源:整理 时间:2022-04-04 19:43:32 编辑:华为40 手机版

随着1965年,人们发现了宇宙背景辐射,一个位于米国新泽西州的实验室,偶然发现收音机天线中有持续的背景噪音,多次实验以后,确认了这是来自宇宙的微弱的辐射造成的,被称为宇宙背景辐射。大爆炸之后,宇宙中就充满了膨胀早期高温所遗留下来的背景辐射,这种背景噪音赖在宇宙中的各个地方,对应于温度约为2.7k,对于宇宙背景辐射,最佳观测的位置,当然是在太空中。

宇宙的背景辐射是从哪里来的?有哪些科学理论证明?

宇宙的背景辐射是从哪里来的有哪些科学理论证明

宇宙微波背景从哪里来?仰望夜空,无论我们用眼睛还是用望远镜,在可见光下我们会发现宇宙中充满了恒星、星系、星团和发光的天体。但是如果我们使用不同波长的光来观察宇宙,我们将会获得一个全新的视野。x射线告诉我们黑洞、中子星和超热气体的位置;紫外线告诉我们宇宙中最热、最年轻的恒星;近红外线告诉我们温度较低的恒星,气体云的位置;而远红外告诉我们热、冷气体和尘埃,包括未来恒星的位置。

比如说我们用红外线观察天空,看到的完全是由局部星系主导的景象,图中包括我们的星系,星系中的恒星,以及离我们比较近的星系。下图:如果我们从天空地图中减去局部光源,就会发现大量的微小点光源,它们显示了宇宙的结构:星系、星系团和位于银河系附近的细丝。当你看下面这张图片时,我们看到的是一张宇宙大尺度结构的地图。

但是如果我们观察微波波段呢?我们看到的不是宇宙丰富的结构,而是和星系,黑洞,气体,尘埃类似的东西,我们看到的是下图的景象。这是由1989年COBE卫星观测的早期宇宙微波图像!微波天空向我们展示了空间各个方向上相同的温度2.725开尔文,这是大爆炸留下的遗迹,当时的宇宙年龄只有现在的0.0027% !从这个角度看,如果把宇宙精确地缩小到一年,那么现在是12月31日晚上11点59分,微波辐射就是宇宙在1月1日凌晨12点14分的样子!也就是来自宇宙大爆炸后38万年的时候,中性原子形成的那一刻,宇宙发出的第一道光,穿越重重障碍,带着大爆炸早期的信息,经历了138亿年的旅程来到了我们现在的地球!上图是2009年发射的普朗克巡天卫星拍摄的宇宙微波背景的波动图,或者说是天空不同区域的温差,精度达到了微开尔文。

图中蓝色和红色区域代表了高温和低温,温度之相差了几百微开尔文。这种微小的差异是我们诞生的必要条件。最冷的区域(最蓝的区域)实际上向我们展示了138.2亿年前的空间区域,那里的物质比平均水平略微稠密一点,因此,光子在传播的过程中因为引力的作用会发生红移,损失的能量更多,而最红的(最热的)区域就是物质密度最小的区域。

这就是我们用微波波长观察宇宙时所看到的:宇宙微波背景(CMB)。有哪些科学理论证明?微波辐射中包含了哪些科学宇宙微波背景实际上延伸到了远红外和无线电光谱中!2.725 K这个数字对应于CMB的辐射峰值的光子能量。CMB的光子来自于宇宙早期炽热的等离子浓汤,年轻宇宙中的物质、辐射和其他粒子不断的碰撞、交换能量并使其升温。

这就产生了一种非常特殊的辐射光谱,称为黑体光谱。宇宙中的每一个光子都随着空间的膨胀而冷却,波长被拉长!背景辐射在微波中会达到峰值,微波辐射也延伸到了红外波段,特别是波长超过300微米的红外波段,一直到无线电波段,所以说你家里的老式电视机是可以接收到大爆炸的余晖的!宇宙微波背景是一个超过10万光年厚的“表面”!我们都知道宇宙经历了一个不透明时期,在这个时期宇宙中的光子会与自由电子和质子,发生十分频繁的碰撞,光子不能自由的传播!但是宇宙冷却到中性原子形成的时候,绝大多数光子就可以自由的翱翔了,会在接下来的138亿年里自由的传播,直到这些光子被膨胀的宇宙拉长到微波段,然后撞上我们的探测器,我们才发现这就是大爆炸的余晖。

但是宇宙并不是一下子就会冷却,原子核和电子也不是一下就能变成中性原子;这个过程需要足够的时间让宇宙慢慢的冷却下来,这个过程就持续了数十万年,这就是为什么CMB有时被称为“最后散射的表面”。今天在宇宙微波背景中看到的冷热点与现在宇宙中的所有结构完全无关!因为最后一个散射面厚度约为117,000光年,这意味着随着时间的推移,宇宙的物质结构会发生变化!事实上,从现在开始的117,000年后,我们看到的微波辐射冷热点分布也会和现在的不同。

而我们在宇宙中看到的大尺度结构是由一个巨大的宇宙网络演化而来的,这个网络由最初的“种子”波动组成,遍布整个宇宙。我们现在看到的结构与几十亿年前的宇宙微波背景辐射有关,但是和我们今天看到的宇宙微波背景辐射无关!随着时间的推移CMB只会在细节和分布上有所不同;无论我们什么时候看波动的频谱是不会发生变化的。

宇宙中引力束缚结构的大小有一个下限!由于早期宇宙中光子的存在,那是的辐射压力很大,最初的密度较高的区域,不管是大区域还是小区域,都开始试图在引力的作用下塌缩,但是光子的辐射压力会将这些结构冲散。这些过程会使大小区域中的波动逐渐减小,使物质分布更加均匀,但有略微的不完美,也给宇宙留下了物质结构形成的种子,也阻碍了更大尺度和微小尺度上结构的形成!所以在宇宙的束缚结构中所能存在的最低质量大约是几十万太阳质量。

如果可视宇宙以超光速膨胀其背景辐射为啥能被观测到?

如果可视宇宙以超光速膨胀其背景辐射为啥能被观测到

就目前人类的所有天文科技观测,都是体现于近代地球轨道环境内的观测!属于系统内的被包含的观测。科技的手段的确增添或者发现了不少天体的特殊存在,尽管是局部微波背景和可见光的多重意识发现。但是要那个当理性的认识到,那不是宇宙的全部,甚至只是世界的一部分。很显然人类如今还不可能跳出银河系观测。宇宙的背景辐射,说明客观世界内,具有微波可以分辨的就是存在!我们如果在热体里面的所有观测都可能带有热体的条件背景,是地球微波可视观测,不一定是“宇宙”真实,或者具体的存在了。

关于光速,我认为是星际空间的对应的响应速度。。体现于光速发生以后,在介质中的有限传播的速度的一致。关于宇宙爆炸论,关于宇宙膨胀超光速,那只是一种概念的假说,属于现实版的“胡说”。宇宙膨胀“超光速”运动,宇宙何处存在放射性的物质流,宇宙如果超光速运行。。意味着宇宙的边缘是无的膨胀,而不应当是地球概念物质的膨胀。

光子在宇宙一开始就有吗?微波背景辐射怎么来的,有什么用?

光子在宇宙一开始就有吗微波背景辐射怎么来的,有什么用

自然界是不连续的,存在着质的变化。我们的宇宙只是自然界的一部分,是一个相对独立且封闭的系统。由于普朗克常数h的普遍存在,由于普朗克常数h的物理量纲是粒子的角动量,由于普朗克常数h的提出是为了使能量具有不连续性,说明在我们的宇宙中存在着不可再分的最小粒子即量子,说明我们的宇宙是由无数个量子构成的。基态的量子构成宇宙的物理背景即量子空间,这些量子的无规运动就形成了宇宙的微波背景辐射温度。

而光子只是受到激发的量子,其能量高于本底(最低)能量,因而具有有向的运动,属于能量的范畴。如果量子的能量非常高且彼此之间的距离很小,就会由数个高能量子相对于量子空间产生屏蔽效应,形成封闭体系即形成各种基本粒子,属于物质的范畴。在宇宙的绝大部分演化过程中,宇宙内部只有单一的基态量子,即宇宙中只有不可再分的最小粒子存在。

而且,每一个最小粒子都处于基态,大家彼此能量相同,因而不存在能量的传播与交换。不过,宇宙中的这些最小粒子(量子)的绝对能量会随着宇宙的膨胀或收缩而相应地减小或增加。此时,不存在作为激发量子的光子和作为封闭体系的基本粒子,即宇宙的常态是只有一种存在状态——基态。只有当宇宙剧烈变化,比如宇宙早期的高速膨胀即宇宙大爆炸时,宇宙的膨胀速度远高于其内部空间的传播速度,使得宇宙的内部空间随着宇宙的膨胀越来越不平衡时,局部高能量子就会形成封闭体系,从而暂时缓解了宇宙内部的不平衡。

于是,在宇宙的内部,由原来单一的基态,由增加了另一种存在状态即封闭体系,通俗地说就是能量的聚集状态。之后,当宇宙的变化趋于平稳时,由剧烈变化所产生的封闭体系(物质)就会逐渐地解体,把封闭的高能量子释放出来。这些释放出来的量子具有高于基态量子的能量,因而成为光子,从而使我们的宇宙又增加了一种存在状态,即开放的能量(光子)。

因此,光子的本质是宇宙早期高能的量子,而宇宙背景空间的量子是宇宙膨胀之后能量降低的量子。至于各种基本粒子即物质则是尚未解体的,由高能量子组成的封闭体系。于是,在宇宙的演化过程中,有一个特殊的演化阶段。在这一阶段中,宇宙内部的量子同时存在着三种不同的状态,即离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子属于能量的范畴,由高能量子组成的封闭体系就是物质。

为什么说微波背景辐射是宇宙的“指纹”,我们从中得到了哪些信息?

遇事不决,量子力学,量子菌来回答这个问题。早期人类认为,宇宙是恒定的,不会随着时间而发生什么变化,这就是宇宙的稳恒态模型。但是随着1965年,人们发现了宇宙背景辐射,一个位于米国新泽西州的实验室,偶然发现收音机天线中有持续的背景噪音,多次实验以后,确认了这是来自宇宙的微弱的辐射造成的,被称为宇宙背景辐射。

宇宙大爆炸理论认为,宇宙是开始于极度压缩的形态,具有极高的温度,和强烈的辐射。当时的宇宙中充满中辐射,随着宇宙的膨胀和冷却,辐射按照多普勒效应会不断移项低能的长波段。大量的观测结果表明,这种宇宙背景辐射和宇宙大爆炸理论的预言完全符合,是宇宙膨胀过程中早期高温辐射态遗留下的。大爆炸之后,宇宙中就充满了膨胀早期高温所遗留下来的背景辐射,这种背景噪音赖在宇宙中的各个地方,对应于温度约为2.7k,对于宇宙背景辐射,最佳观测的位置,当然是在太空中。

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