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宇宙微波背景,宇宙中最古老的光


WA大爆炸用傳統的光學望遠鏡看向天空,恒星和星系之間的空間是一片漆黑。然而,利用靈敏的輻射望遠鏡可以發現微弱的背景輝光,且在各個方向上幾乎一...

- 2020年11月09日11時55分
- 科學文摘 / WorldsArk

大爆炸

用傳統的光學望遠鏡看向天空,恒星和星系之間的空間是一片漆黑。然而,利用靈敏的輻射望遠鏡可以發現微弱的背景輝光,且在各個方向上幾乎一模一樣,差異僅約為1/100000。在幾千年的時間裏,人類都沒有感覺到它的存在。直到上個世紀60年代彭齊亞斯和威爾遜意外發現了宇宙微波背景,科學家們才開始對它的進一步探索。

羅伯特·威爾遜(左)與阿諾·彭齊亞斯(右)在發現宇宙微波背景輻射的天線前合影

1989年NASA發射了宇宙背景探測者(COBE),首次獲得較為清晰的宇宙微波背景輻射圖像。d4628535e5dde71152c57bd9d359881c9c1661c3.jpg" style="width:100%; max-width:100%;">

從宇宙背景探測者采集的數據形成了著名的宇宙背景探輻射各向異性地圖

2001年NASA發射了WMAP,作為COBE太空任務的繼承者之一,它更精確地測量了整個天空微波背景的大尺度各向異性。

宇宙微波背景的WMAP影像

2009年歐洲空間局發射了普朗克衛星,以史無前例的高靈敏的角解析力獲取宇宙微波背景輻射在整個天空的各向異性圖。

普朗克衛星繪制的宇宙微波背景圖

對比這三張圖不難看出其中微波溫度差異的相似之處。目前公認的理論認為,這些溫度漲落起源於宇宙在形成初期極小尺度上的量子漲落,它隨著宇宙的暴脹而放大到宇宙學的尺度上,並且正是由於溫度的漲落,造成物質宇宙物質分布的不均勻性,最終得以形成諸如星系團等的一類大尺度結構。其中變化較大的區域還可能是宇宙之間相互交叉的部分,可能是多重宇宙存在的證據。


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