宇宙微波背景辐射.ppt

宇宙微波背景辐射主讲人：杨晨露资料收集：马家田肖仁建ppt制作：刘煜蓉曾星霞宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同,频率属于微波范围。简单概念预测和发现1934年，Tolman是第一个研究有关宇宙背景辐射的人。他发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随著时间演化而改变。1948年，俄国物理学家伽莫夫带领的团队估算出，如果宇宙最初的温度约为十亿度，则会残留有约510k的黑体辐射。然而这个工作并没有引起重视。预测和发现1948年,美国科学家阿尔弗和赫尔曼预言，宇宙大爆炸产生的残系辐射，由于宇宙的膨胀和冷却，如今它所具有的温度约为绝对零度以上5开，或者说5K。1965年，无线电波实验。1964年，苏联的泽尔多维奇等人的研究预言，宇宙应当残留有温度为几开的背景辐射，并且在厘米波段上应该是可以观测到的，从而重新引起了学术界对背景辐射的重视。目前为科学界所普遍接受的宇宙起源理论认为，宇宙诞生于距今约137亿年前的一次“大爆炸”。宇宙微波背景辐射被认为是“大爆炸”的“余烬”，均匀地分布于整个宇宙空间。“大爆炸”之后的宇宙温度极高，之后30多万年，随着宇宙膨胀，温度逐渐降低，宇宙微波背景辐射正是在此期间产生的。理论证实彭齐亚斯和威尔逊实验：多余天线温度确实是宇宙微波背景辐射，这种辐射在宇宙各处的各向同性、无偏振、具有大约3K的黑体谱。获得了1978年诺贝尔物理学奖。今天宇宙中充满了 T=2.723 K的微波背景辐射，波长在0.1cm附近，附近，是几乎完美的Planck黑洞谱：p=/3 (2 2/15)T4 4,()=h h/(eh h/kT/kT-1),6基本特征具有黑体辐射谱0.375厘米波段，可以在地面上直接测到。大于100厘米的射电波段，银河系本身的超高频辐掩盖了来自河外空间的辐射，因而不能直接测到。小于0.3厘米波段，由于地球大气辐射的干扰，要依靠气起球、火箭或卫星等空间探测手段才能测到。基本特征具有及高度的各向同性小尺度上的各向同性：在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于0.20.3%；大尺度上的各向同性：沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3%。研究成果微波背景辐射探测器微波背景辐射探测器证实了银河系相对于背景辐射有一个相对的运动速度。证实了宇宙背景辐射具有高度各向同性，温度涨落的幅度只有大约百万分之五。并且正是由于温度的涨落，造成物质宇宙物质分布的不均匀性，最终得以形成诸如星系团等的一类大尺度结构。宇宙微波背景辐射在不同方向上的涨落的测量表明，宇宙的年龄是1371亿年。研究成果 深浅变化代表了温度和密度的细微差别 展示了孕育人类的银河系的现状，同时提供了宇宙形成之初的珍贵信息。宇宙微波背景辐射图全景精确全景图 欧洲航天局2013年3月21日发布的由“普朗克”太空探测器传回数据绘制的迄今最精确宇宙诞生初期的宇宙微波背景辐射图 在椭圆形边缘的图案内，密布蓝色和棕色的点，代表辐射温度波动。除了以前所未有的精确度很好地验证了宇宙标准模型外，这幅图还反映出一些与现有宇宙理论不同之处，修正了人们此前的认识。精确全景图