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为啥可以用微波炉来解释宇宙大爆炸


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      宇宙微波背景(CMB)被认为是宇宙大爆炸遗留下来的辐射,或者说是宇宙开始的时间。按照这个理论,当宇宙诞生时,它经历了快速的膨胀和膨胀。(今天的宇宙仍在膨胀,而膨胀的速度取决于你观察的地方)。无法用肉眼看到宇宙微波背景,但它在宇宙中无处不在。它对人类来说是看不见的,因为它太冷了,只比绝对零度高出2.725度(零下459.67华氏度,或零下273.15摄氏度)。这意味着它的辐射在电磁波谱的微波部分是最可见的。宇宙始于138亿年前,而宇宙微波背景辐射可以追溯到大爆炸后的40万年。这是因为在宇宙的早期,当它只有今天的一亿分之一大小时,它的温度是极端的:根据NASA的数据,它的温度比绝对零度高2.73亿度。当时存在的任何原子都很快分裂成小粒子(质子和电子)。来自宇宙微波背景辐射的光子(代表光的量子或其他辐射的粒子)从电子上散射出去。
大爆炸后大约38万年,宇宙冷却到足以形成氢。因为CMB光子几乎不受氢的影响,所以光子是直线运动的。宇宙学家将宇宙微波背景辐射的光子最后一次撞击物质称为“最后散射面”;在那之后,宇宙太大了。

美国国家航空航天局(NASA)称,美国宇宙学家拉尔夫·阿普尔(Ralph Apher)在1948年与罗伯特·赫尔曼(Robert Herman)和乔治·加莫(George Gamow)合作时首次预测到了宇宙微波背景辐射。该小组正在进行与大爆炸核合成有关的研究,即宇宙中除氢的最轻同位素(类型)以外的元素的产生。这种类型的氢在宇宙历史上很早就产生了。
但CMB最初是偶然发现的。1965年,贝尔电话实验室(Arno Penzias和罗伯特威尔逊[Robert Wilson])的两名研究人员发明了一种无线电接收器,但被它所接收到的噪音弄得不知所措。他们很快就意识到那声音是从天而降的。与此同时,普林斯顿大学(Princeton University)的一个团队(由罗伯特•迪克(Robert Dicke)领导)正试图找到宇宙微波背景辐射。迪克的团队得到贝尔实验的风声,意识到宇宙微波背景辐射已经被发现。

1965年,两个研究小组都迅速在《天体物理学杂志》上发表了论文,彭齐亚斯和威尔逊讨论了他们所看到的情况,迪克的团队则解释了在宇宙背景下这意味着什么。(后来,彭齐亚斯和威尔逊都获得了1978年的诺贝尔物理学奖)。



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