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宇宙微波背景辐射:宇宙中历史最为久远的光

宇宙微波背景輻射是宇宙中歷史最為久遠的光, 並且它們現在是一種微波輻射。 說到宇宙微波背景輻射, 就不得不說宇宙的形成方式。

哈勃通過星系紅移的規律發現了宇宙空間正處於不斷膨脹的過程, 既然如此, 宇宙空間的過去會比現在更小。 如果時間倒退到一定久遠之時, 宇宙將會變成一個沒有空間尺度的奇點, 那時一切物質都是不存在的。 後來, 天文學家基於此提出了目前最被認可的宇宙起源理論——宇宙大爆炸。

根據宇宙大爆炸, 宇宙誕生之後, 空間開始膨脹, 宇宙中的物質不斷從來自最初奇點的能量中創造出來。

但由於早期的宇宙空間還很小, 溫度很高, 物質密度很大, 光子與其他帶電粒子相互耦合, 所以那時的宇宙並不存在自由的光子。

宇宙大爆炸剛發生的時候, 其實是不發光的, 這是一次異常黑暗的爆炸。 這個爆炸之後才了光子與電子, 但因為一開始宇宙太小, 溫度太高, 電子與光子的碰撞很激烈, 光子是不可能自由傳播的。

到了宇宙38萬歲的時候, 宇宙已經冷卻的, 這個時候電子與光子的碰撞沒那麼激勵了。 光子作為自由粒子才可以在宇宙中傳播, 這就是宇宙中最早的光。

隨著宇宙的膨脹, 這些光子的波長被拉長, 到了目前來說, 這些最早的光的光子波長主要是在微波波段了。 這是一個遠古時代的遺跡,

就好像是宇宙大爆炸的灰燼一樣。

宇宙微波背景輻射攜帶了宇宙早期的資訊, 它可以告訴我們過去發生的很多事情。

當空間經過了38萬年的不斷膨脹之後, 宇宙的平均溫度下降到大約3000開氏度(大約2730攝氏度), 光子才與其他帶電粒子脫耦, 它們可以在宇宙空間中自由運動, 產生了宇宙中最早的光。 自那之後到現在, 時間已經過去了大約138億年, 宇宙空間也已經膨脹到巨大的範圍, 這會導致宇宙中最早的光的頻率降低, 波長變長, 現在已經衰變成了微波, 宇宙的平均溫度也降到了只有大約2.73開氏度(大約零下270.42攝氏度)。

由於這種微波是最早的光, 並且它們在各個方向上是非常均勻的, 所以它們被稱為宇宙微波背景輻射。

由於宇宙微波背景輻射的波長已經遠大於可見光, 它們無法被光學望遠鏡探測到, 只能利用射電望遠鏡或者專門的微波望遠鏡進行探測。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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