cosmic microwave background radiation

又稱：3K輻射

定義：微波波段的宇宙背景輻射，具有溫度近似3K的黑體輻射譜特征。

學(xué)科：天文學(xué)_星系和宇宙

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圖片來源：視覺中國

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假如把宇宙中所有的星體和塵埃都除掉，夜空中大概就只剩下一個(gè)一無所有的“背景”吧。那么，宇宙的背景又意味著什么呢？

當(dāng)我們把天線對準(zhǔn)宇宙的一無所有之處時(shí)，會(huì)探測到一種無線電波，而且無論天線指向哪個(gè)方向，電波信號(hào)和強(qiáng)度都相同。1964年，天文學(xué)家第一次認(rèn)識(shí)到這種神秘電波的存在。在偶然情況下，這種電波波長2毫米左右，約為手機(jī)和微波爐所使用電波的1/50。由于這種電波來自宇宙空間的背景，又屬于微波范圍，故稱“宇宙微波背景輻射”。

其實(shí)，很多人都在渾然不覺的情況下見到過宇宙微波背景輻射，就是在沒有電視節(jié)目播放的時(shí)間段內(nèi)，老式無線電視機(jī)屏幕上所出現(xiàn)的“雪花”和嘶嘶的噪聲。這是由于電視機(jī)天線接收到與電視播放沒有關(guān)系的無線電波后產(chǎn)生的，其中約1%就來自宇宙微波背景輻射。

科學(xué)家認(rèn)為，這種電波是宇宙大爆炸殘留下來的電磁波。早期宇宙是一個(gè)溫度極高、密度極大的熾熱世界，它在極其短暫的瞬間發(fā)生了急劇膨脹并冷卻，才形成了現(xiàn)在的宇宙。而遠(yuǎn)古宇宙發(fā)出的光輝的余燼依然充滿了宇宙空間，這就是宇宙微波背景輻射的本質(zhì)。

在宇宙處于熾熱狀態(tài)的遠(yuǎn)古時(shí)期，宇宙空間里應(yīng)該是由溫度極高的氣體發(fā)出的耀眼的可見光或紫外線。然而，宇宙微波背景輻射的特點(diǎn)卻與3K的物質(zhì)所發(fā)出的無線電波幾乎完全相同，這是為什么呢？研究認(rèn)為，這是宇宙從誕生開始直到今天一直在不斷膨脹的緣故。

宇宙膨脹是指宇宙本身在不斷膨脹，當(dāng)空間本身膨脹時(shí)，“附著”在空間里的電磁波也會(huì)被拉長。那么，大爆炸所產(chǎn)生的光在138億年里被拉長了多少呢？宇宙在發(fā)出宇宙微波背景輻射時(shí)，溫度約為3000K（2727℃），如今卻作為溫度約3K的物質(zhì)發(fā)出的無線電波被我們觀測到了。溫度降低到原來的約1/1000，相當(dāng)于波長被拉長了約1000倍，這也就意味著宇宙的大小擴(kuò)大了約1000倍。

宇宙微波背景輻射研究帶來的答案遠(yuǎn)不止于此?？茖W(xué)家正從中發(fā)掘可以揭示各種宇宙之謎的寶貴信息，包括宇宙的構(gòu)成成分、年齡以及起源等等。

責(zé)任編輯：張鵬輝