田心講科學:宇宙微波背景輻射,揭秘宇宙的起源和終極未來!

2020-12-04 田心講科學

歡迎大家收看田心講科學,我是本文章的小編田心,小編今天給大家帶來的是科技小文章,世界那麼大奇妙的事情每天都有,我們一起發現吧!我們今天要來宇宙背景輻射,愛因斯坦在1945年出版的相對論的意義第二版在附錄當中是這樣寫的,看來我們必須認真接受膨脹的宇宙這個觀念,儘管這個宇宙的年齡並不太長,而且在同樣這篇文章當中他承認宇宙的年齡必定要大於地殼的年齡,然而由放射性礦物所推斷出的地殼年齡在任何方面都是非常可靠的。

既然是這樣的話,這裡所提到的宇宙學理論恐怕就應該被推翻了,在這種情況下看不出有合理的解決辦法,沒想到星際消光作用就有點像是魔法師手中的一塊神奇的布,他把宇宙的秘密給小心的隱藏起來了,所以搞得咱們愛因斯坦老師都快繳械投降了,於是英國天文學家邦迪霍伊爾和格爾德在1948年就提出了另外一套宇宙模型叫恆穩態宇宙模型,他們試圖繞開這樣一些困難甚至還把宇宙學原理也修改成了所謂的完整的宇宙學原理,他們認為宇宙物質的空間分布在大尺度上是居民的各項同性的也是永恆穩定的,這個聽起來好像和靜態宇宙有點像,這兩者區別在哪兒呢?

首先相同的地方,他們認為宇宙並沒有演化的問題,所以也就不要去考慮什麼起源和歸宿的問題了,那區別在於什麼地方?因為當時宇宙膨脹已經是有這種證據了,所以恆穩態宇宙是不得不承認宇宙在膨脹的,但是怎麼解決這個問題呢?他們認為物質密度在宇宙膨脹的過程當中是保持不變的,大家可以想像一下這個質量、密度和體積之間的關聯,就可以得到這樣一個有意思的一個解決辦法,所以就得有東西去填那個坑,要有連續不斷的新的物質從宇宙產生出來,那麼這樣就可以填補膨脹所導致的密度減小的問題了。

這可是對已經是鐵律一般的質量守恆、能量守恆給發起挑戰了,所以這個其實也是他們所面臨的或者說要去解釋的一個最大的問題,而且根據當時的計算,整個宇宙在5000億年時間裡每立方米其實也就產生一個氫原子的這種質量,這是小到根本無法測量的尺度,那麼再加上後來又有其他的一些觀測事實也並不支持這種理論,所以慢慢地恆穩態宇宙模型是活不下去了,那咱們的宇宙可如何是好,該何去何從呢?轉機出現在20世紀60年代,1964年蘇聯的多維奇英國的霍伊爾還有泰勒以及美國的皮波斯他們都預言出宇宙應當殘留著溫度有幾開的背景輻射,而且在釐米波段上面是可以觀測到的。

所以學術界逐漸就對這個背景輻射開始關注了,經過了20多年的發展之前的那個技術瓶頸已經突破了,我們已經具備觀測低溫黑體輻射的能力了,美國的迪克勞爾和威爾金森就開始著手製造這樣一種高精度的天線,而與此同時另外兩位美國科學家彭齊亞斯和威爾遜是在位于貝爾實驗室附近的克勞福德山建立起了一個非常高靈敏度的,樣子也有點奇特是號角式的天線系統,他們原本的設計目的是用來接收回聲一號衛星的信號來進行衛星通信實驗,這裡必須要強調一下這種天線指向性非常的強,所以如果朝向天空,地面環境的無線電幹擾對它來講影響是特別小的,所以這種特性也讓它有利於測量不同方向上由各種原因所造成的噪音。

這裡面的噪音和我們通常理解的噪音有些不一樣,指的是影響正常信號的各種無規則的幹擾信號,大家可能還對以前使用的那種老電視機有點印象,會出現那個雪花這個就是噪音,包括我們說廣播的那個白噪聲也算是,噪音其實來源很多,也有可能是大氣層也有可能是地面環境也有可能是接收設備、電路本身,一般來講都是無規則熱運動造成的,因此噪音和溫度之間是有著一定的對應關係的。彭齊亞斯和威爾遜將天線對準天空進行測量時,他們發現在波長為7.35釐米的地方始終有一個信號存在,而這個信號出現在天空的任何方向,既沒有晝夜的變化也沒有季節的變化,這說明了這個噪音和地球的自轉以及公轉都沒有關係。

以上就是田心帶來的全部信息了,如果你們有什麼感興趣的話題也可以在評論下方給小編留言哦,我們下期見!

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