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透露宇宙秘密的微波背景輻射
科學家通過捕捉微波背景輻射告訴你宇宙的秘密。1964年，美國貝爾實驗室的工程師阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜架設了一臺喇叭形狀的天線，用以接收「回聲」衛星的信號。為了檢測這臺天線的噪音性能，他們將天線對準天空方向進行測量，發現在波長為7.35cm的地方一直有一個各向同性的訊號存在，這個信號既沒有晝夜的變化，也沒有季節的變化，因而可以判定與地球的公轉和自轉無關。
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宇宙大爆炸的回音——宇宙微波背景輻射
在近代天文學上，宇宙微波背景輻射的發現可謂是具有重要的意義，它給了宇宙大爆炸的一個強有力的證據，並且和類星體，脈衝星以及星際有機分子一同稱為20世紀60年代天文學的「四大發現」。宇宙微波背景輻射宇宙微波背景輻射所具有的最大特徵是具有黑體輻射譜，在0.3-75釐米波段，可以在地面上直接測到。那麼什麼是黑體？在任何條件下，對任何波長的外來輻射完全吸收而無任何反射的物體，即吸收比為1的物體稱為黑體。
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來自138億年前的宇宙微波背景輻射,平行宇宙論的證實
這個畫面和聲音的來源是來自於宇宙，至今已經有138億年了，這個信號叫宇宙背景輻射，它是 來自宇宙空間背景上的各向同性或者黑體形式和各向異性的微波輻射
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宇宙微波背景輻射 :人類所能看到的最早的宇宙圖像之一
因此宇宙微波背景輻射堪稱宇宙大爆炸的「餘暉」。實際上，我們都見過宇宙微波背景輻射！在衛星電視年代，電視機屏幕上在沒有節目或者信號很差的時候，出現的雪花噪聲就有微波背景輻射的成分！它是真正的無處不在。最左邊就是微波背景輻射。來自WMAP衛星官網。 1948年，美國物理學家學家阿爾弗首先預言了宇宙微波背景輻射的存在。而1965年，天文學家彭齊亞斯和威爾遜才意外地發現了宇宙微波背景輻射。彭齊亞斯和威爾遜因此分享了1978年諾貝爾物理學獎。 宇宙微波背景輻射溫度很低，只有2.725K，也就是說其主要集中在微波部分。
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微波背景輻射是如何實現「精密宇宙觀測的」
由這樣一種發光「體」發出的輻射以特定方式分布於不同的波長，就像恆星一樣，其發光的顏色(能譜)只取決於溫度：溫度低時，顏色發紅；溫度高時，顏色發藍。除溫度之外，我們對這種輻射一無所知，但是可以確切地預言它的能譜看起來像什麼樣子。這種被稱為黑體輻射的能譜也可以在實驗室產生，德國科學家普朗克第一個描述了它們的特殊形狀。我們自己的太陽實際上是「黑體」，儘管它的光譜沒有宇宙微波背景輻射那麼完美。
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宇宙微波背景輻射:創世的第一縷曙光
這種輻射就是「宇宙背景輻射」，就像大爆炸的遺產，所以又被稱為或者「遺留輻射」。宇宙的膨脹會使這些光子越來越暗，波長越來越長，能量越來越低，根據理論，當今的宇宙背景輻射應當相當於3K的黑體輻射，又叫「微波背景輻射」。工程師的事情很快被天文學家知道了，就這樣，人類看到了創世紀的第一縷曙光。
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普朗克衛星與宇宙微波背景輻射(上)
宇宙中自由電子的數密度急劇減少，光子和自由電子的散射機率驟減，光子的平均自由程大幅度增加，宇宙變得透明起來。最後，完全失去與自由電子碰撞機會的光子便從熱平衡系統中退耦出來，開始自由傳播。這便是今天觀測到的宇宙微波背景輻射（CMB），它是目前能探測到的最古老的輻射。CMB攜帶了豐富的宇宙學信息。這些極早期的信息，可以精確地限制宇宙中物質的組分、宇宙的年齡和幾何性質等。
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科學網—宇宙微波背景輻射中發現圓環結構
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宇宙膨脹是各向異性還是各向同性呢?
在此後的數十億年裡，它們應該一直紅移到光譜的微波部分：宇宙微波背景（CMB）。有了合適的設備——由小組組長鮑勃·迪克首創的迪克輻射計——他們終於可以探測到它。圖註：根據彭齊亞斯和威爾遜的最初觀察，銀河系的平面放射出一些天體物理輻射源（中心），幾乎都是完美的，均勻的輻射背景。
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宇宙會各向異性膨脹嗎？
在此後的數十億年裡，它們應該一直紅移到光譜的微波部分：宇宙微波背景（CMB）。有了合適的設備——由小組組長鮑勃·迪克首創的迪克輻射計——他們終於可以探測到它。圖註：根據彭齊亞斯和威爾遜的最初觀察，銀河系的平面放射出一些天體物理輻射源（中心），幾乎都是完美的，均勻的輻射背景。現在已經測量了這種輻射的溫度和光譜，並且與「大爆炸」的預言相符。如果我們可以用眼睛看到微波，那麼整個夜空將看起來像所示的綠色橢圓形，到處都是2.7255 K的恆定溫度。
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宇宙存在神秘的「各向異性」之謎
宇宙微波背景輻射的探測結果認為：在大爆炸發生之後，隨著宇宙的高速膨脹，原來宇宙中存在的物質分布不均勻的情況被膨脹效應所拉平，我們無論在哪個方向上測量微波背景輻射，都可得到一個基本相同的值。如果宇宙各向異性被證明是正確的，那麼現在有的理論假設就應該出現重大的變化，同時也意味著宇宙標準模型已經不能充分描述當前的宇宙以及宇宙在將來的演變情況。因此，對宇宙各向異性以及各向同性理論的任何一個假說發起挑戰，都是宇宙學上的重大焦點，這關乎到現有的理論能不能正確描述宇宙。
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科學家「看見了」大爆炸之前的宇宙微波背景輻射時發現圓環結構
但據美國物理學家組織網11月23日報導，英國牛津大學物理學家羅傑·彭羅斯和亞美尼亞葉里溫物理研究院的瓦赫·古薩德揚在宇宙微波背景輻射中發現了一種圓環結構，讓人們能「透視」到大爆炸發生之前的宇宙。上世紀90年代初，科學家發現宇宙微波背景輻射的溫度具有各向異性，即在不同方向上溫度有著大約十萬分之一的微小差異，這為大爆炸理論提供了最有力的觀察證據。科學家認為，這種微小溫差衍生出了今天這個大尺度的宇宙結構。更重要的是，由於宇宙膨脹發生在大爆炸後1秒之內，溫度變化被認為是隨機的，這將導致宇宙輻射接近均勻的分布。
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當一個人說宇宙微波背景的溫度是3K,那這是什麼意思?
大爆炸的極高溫度釋放出強烈的、非常短的波長輻射，但是隨後宇宙的冷卻已經將這些波長轉移到了微波區域。（這也可以解釋為隨著宇宙的膨脹產生的波長的伸展。）因為微波的波長甚至比不可見的紅外輻射還要長，所以可以用射電望遠鏡在光譜的無線電區域觀測到它們。現在可以看到來自宇宙各個方向的大爆炸的殘餘「背景輻射」。
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宇宙很冷:趣談宇宙微波背景輻射!大爆炸後的餘溫約3K(-270攝氏度)
這種輻射就是「宇宙背景輻射」，就像大爆炸的遺產，所以又被稱為或者「遺留輻射」。宇宙的膨脹會使這些光子越來越暗，波長越來越長，能量越來越低，根據理論，當今的宇宙背景輻射應當相當於3K的黑體輻射，又叫「微波背景輻射」。工程師的事情很快被天文學家知道了，就這樣，人類看到了創世紀的第一縷曙光。
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《三體》裡提到是宇宙微波輻射是個什麼鬼?主人公為何驚掉下巴?
書中寫道：「沙瑞山博士的實驗室主要接收三顆衛星的觀測數據：1989年11月升空、即將淘汰的微波背景探測衛星cobe。2003年發射的威爾金森微波各向異性探測衛星wmap和2007年歐洲航天局發射的普朗克高精度宇宙微波背景探測衛星planek。
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宇宙微波背景,回望嬰兒時期的宇宙
而宇宙微波背景正是宇宙中最古老的光，展現的是宇宙誕生之後僅38萬年的樣子。它很好地解釋了宇宙早期發展所遺留下來的輻射，有力地支持了大爆炸理論。只不過由於宇宙的膨脹，其溫度只比絕對零度稍高一些，輻射理應處於微波波段。直到1964年，宇宙微波背景才被美國的文學家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜偶然發現。當時他們架設了一臺喇叭形狀的天線，在檢測這臺天線的噪音性能時發現了一個幾乎各向同性的詭異信號。起初，他們認為問題出在了天線本身，甚至一度歸咎於在天線搭窩的鴿子。
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探索宇宙奧秘,了解宇宙背景輻射被證實為黑體輻射
光子之間的間隔仍保持著約一個典型波長的距離，如黑體輻射那樣。按此推理，從量上說，隨著宇宙的膨脹，充滿宇宙的輻射仍可繼續使用普朗克黑體公式精確地進行描述，即使它不再與物質保持著熱平衡。但彭齊亞斯和威爾遜所測量的僅僅是一個波長。因此，當務之急是確定能否使用普朗克黑體公式描述波長輻射能量的分布，如果這的確是輻射和宇宙物質處於熱平衡狀態時的某個時期殘留下來的古老紅移輻射， 那是可以這樣描述的。
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兩種天文現象可以印證宇宙大爆炸學說,分別是天體的紅移和宇宙微波...
通過天文學觀測來看，至少有兩種天文現象可以印證宇宙大爆炸學說，分別是天體的紅移和宇宙微波背景輻射而宇宙微波背景輻射則屬於宇宙大爆炸之後的餘熱遺留，它是來自宇宙空間背景上的各向同性或者黑體形式和各向異性的微波輻射，其特徵是和絕對溫標2.725K的黑體輻射相同，在頻率上屬於微波範圍。
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鴿子屎帶來的諾貝爾獎:微波背景輻射的發現
大爆炸理論早在1948年，伽莫夫和他的合作者就提出了一個「大爆炸」宇宙理論，預言了早期宇宙遺留下一個微波輻射背景，溫度應是5K。由於他們的計算在細節上不完全正確，以及當時高能物理達到的階段尚不足以使物理學家和天文學家對宇宙的早期起源感到有信心，這個理論未受到物理學界的認真對待。天線上的噪音在1965年以前的好些年裡，天體物理學家並不知道大爆炸理論要求存在一個微波背景輻射，並可能實際被觀測到，儘管有關的技術條件早在一二十年前就已具備了。
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宇宙微波背景輻射,揭秘宇宙的起源和宇宙的終極未來!
例如，在1960年代，天文學家開始意識到在任何方向都可以探測到的微波背景輻射。被稱為宇宙微波背景(CMB)，這種輻射的存在幫助我們了解宇宙是如何開始的。說明：CMB本質上是電磁輻射，這是最早的宇宙學時代遺留下來的，貫穿整個宇宙。據信，它是在宇宙大爆炸後約38萬年形成的，它包含了第一批恆星和星系是如何形成的微妙跡象。