微波背景辐射

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  微波背景辐射(microwave background radiation),来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射。又称宇宙背景辐射。1964年,美国科学家A.A.彭齐亚斯R.W.威尔逊使用贝尔电话实验室研制的6米喇叭形接收天线测量围绕银河系的银晕气体的射电强度时,发现总有消除不了的背景噪声。这种噪声具有各向同性的特点,肯定来自宇宙空间。1965年,他们测得这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。他们的论文发表后引起轰动,并为此而荣获1978年诺贝尔物理学奖。

  微波背景辐射最重要的特点是具有黑体谱。测量各个波段的微波背景辐射,可以得到它的谱。由于地球大气的干扰,对于小于0.3厘米的辐射,需要利用火箭、卫星等手段才能测到。大量的观测资料表明,微波背景辐射具有温度为2.7K的黑体辐射谱,由此,它也习称为3K背景辐射。最近,宇宙背景探测器卫星的精确测量表明,背景辐射的温度为2.730K,几乎是严格的黑体谱。

  微波背景辐射的另一个重要特点是它具有极高度的各向同性性质。无论是小尺度上,还是大尺度上,微波背景辐射几乎是完全各向同性的。

  微波背景辐射肯定来自宇宙空间。现在普遍认为,它是宇宙早期残留下来的辐射。大爆炸宇宙学认为,宇宙经历了由热到冷的演化。宇宙早期,温度极高,辐射具有黑体谱性质。随着宇宙的膨胀,温度逐渐降低,到今天,温度应降至2.7K左右。微波背景辐射被认为是对大爆炸宇宙学的最强有力的支持之一。其他的宇宙模型,有的并未预言存在微波背景辐射,有的很难解释背景辐射。微波背景辐射的发现对现代宇宙学有着深远影响,其意义可与河外星系的红移的发现相比拟。