2019-3K背景辐射-范文模板 (2页)

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  2019-3K 背景辐射-范文模板 本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除! == 本文为 word 格式,下载后可方便编辑和修改! == 3K 背景辐射 3K 宇宙背景辐射是 60 年代天文学上四大发现之一。发现者是美国的射电天文 学家彭齐亚斯和威尔逊,他俩因此而荣获 1978 年度的诺贝尔物理学奖。瑞典科 学院在颁奖的决定中指出:“彭齐亚斯和威尔逊的发现是一项带有根本意义的 发现:它使我们能够获得很久以前,在宇宙的创生时期所发生的宇宙过程的信 息。” 彭齐亚斯和威尔逊是在研究天电对通讯的干扰中得到这个发现的。1964 年,他 们在美国贝尔电话实验室安装一架卫星通讯用的喇叭形天线。这架天线有很强 的方向性,即喇叭口对向天空某方向时,从地面及空中别的方向来的无线电干 扰极其微小。他们利用这架天线去测量天空中各种原因造成的噪声。 这艰说的噪声,不是日常生活中的环境噪声(其人小用分贝表示),而是指电子 仪器中的不规则的干扰信号。这信号的大小用温度来表示.因为电路中的不规 则信号,是电子的热运动造成的。温度越高,电子的热运动越剧烈,仪器的噪 声也就越大。有时对于不是热运动造成的噪声的强弱,也用温度来表示。 彭齐亚斯与威尔逊经过一年多的观测,发现当喇叭形天线指向天空的各个方向 时,天空中都有一种噪声,其温度相当于 3.5K。也就是说,这种从空中各个方 向来的噪声是各向同性的。他们认为这不可能是从某一个辐射源发射来的。但 究竟是怎么产生的,一时弄不明白。 恰在此时,他们从一位朋友那里得知,美国普林斯顿大学有一个研究小组,领 导人为迪克教授,也在作这方面的研究,迪克等人预言,宇宙空间中有 3K 左右 的背景辐射存在。为了寻找这种信号,他们在 1964 年底设计了一架望远镜,其 结构跟彭齐亚斯的几乎一样。这架仪器还没有开始工作,他们就听到彭齐亚斯 和威尔逊的研究成果。他们要寻找的正是彭齐亚斯和威尔逊已测到的。于是他 们双方进行了互访,进行了科研合作,后来普林斯顿的小组完成了他们自己的 测量,证实了彭齐亚斯和威尔逊的观测和研究结果。 迪克等人是怎么做出那个预言的?原来,他们根据的是“大爆炸宇宙学”假说。 大爆炸宇宙学是 40 年代美国的伽莫夫等人提出的。他们从星系的运动来考虑宇 宙 o 演化问题。观测表明,所有的星系都在不断地互棚麻了 F。如果设想将这 些星系反方向运动,追溯过去,就会看到很早以前,它们是挤在一起的。那是 一种高温、离密度状态。这种状态就叫做“原始火球”。原始火球在一次大爆 2019-3K 背景辐射-范文模板 炸后分裂,物质不断地向四面八方膨胀。随着膨胀,温度越来越障低,冷却到 一定程度时,物质凝聚为恒星和星系。 在大爆炸时,温度是极高的,后米温度慢慢地降低,经过约 150 亿年的降温, 到现在,在宇宙空间中还残留着 3K 左右的辐射。这种辐射应该是热辐射。 彭齐亚斯和威尔逊最早的测量是用 4080 兆赫,即 7.35 厘米波长。随后,各国 科学家在 75 厘米到 0.3 厘米的微波波段上进行了一系列的测量。所有的测量都 接近于 3K。这是比较准确的数值,完全符合于大爆炸宇宙学所推测的结果。 3K 左右的微波辐射,在天空的各个方向上都存在,所以也叫做背景辐射。这个 微波背景辐射的特征是各向同性的。但是,近来有人指出,应当存在微小的非 各向同性。如果测量的灵敏度再提高,很可能会有所发现。 如果真的发现了对完全各向同性的偏离,哪怕是微小的偏离,都会引起人们对 大爆炸宇宙学的某种怀疑。事实上,1989 年发现的宇宙物质的大尺度结构,即 在天空的某些区域中,星系和星系团联接成长城式的链状结构,长度达 5 亿光 年。宇宙物质的这种不均匀分布,对于大爆炸宇宙学是个严重的挑战。 而 3K 微波背景辐射是否是完全各向同性之谜,对于这个问题的解决,也是举足 轻重的。


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