宇宙微波背景辐射中初阶各向异性是由于扩散阻尼引起的吗? 微波黑体辐射形式
宇宙的微波背景辐射产生的原因?
有个“奥卡姆剃刀原理”知道吗?那就是:如无必要,勿增实体。
既然可以用已知的理论来解释,就没必要用“物理规律不同的宇宙导致的无法解释的现象”这种增加复杂度的方式来解释。
你的用词也欠妥,黑洞作为专有名词不能乱用。
宇宙微波背景辐射是各向同性的么,具体参数是多少?
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。
微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱,在0.3厘米-75厘米波段,可以在地面上直接测到;在大于100厘米的射电波段,银河系本身的超高频辐射掩盖了来自河外空间的辐射,因而不能直接测到;在小于0.3厘米波段,由于地球大气辐射的干扰,要依靠气球、火箭或卫星等空间探测手段才能测到。从0.054厘米直到数十厘米波段内的测量表明,背景辐射是温度近于2.7K的黑体辐射,习惯称为3K背景辐射。黑体谱现象表明,微波背景辐射是极大的时空范围内的事件。因为只有通过辐射与物质之间的相互作用,才能形成黑体谱。由于现今宇宙空间的物质密度极低,辐射与物质的相互作用极小,所以,我们今天观测到的黑体谱必定起源于很久以前。微波背景辐射应具有比遥远星系和射电源所能提供的更为古老的信息。微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性。这有两方面的含义:首先是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0.2-0.3%;其次是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%。各向同性说明,在各个不同方向上,在各个相距非常遥远的天区之间,应当存在过相互的联系。
宇宙中的微波背景辐射是什么
微波背景辐射(microwave background radiation)
来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射,也称为宇宙背景辐射。20世纪60年代初,美国科学家阿诺·彭齐亚斯和R.W.威尔逊为了改进卫星通讯,建立了高灵敏度的号角式接受天线系统。1964年,他们用它测量银晕气体射电强度时,发现总有消除不掉的背景噪声。他们认为,这些来自宇宙的的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。1965年,他们又订正为3K,并将这一发现公诸于世,为此获得1978年诺贝尔物理学金奖。
微波背景辐射的最重要的特性是具有黑体辐射谱,在0.3~75厘米波段,可以在地面上直接测到;在大于75厘米的射电波段,银河系本身的超高频辐射掩盖了来自河外空间的辐射,因而不能直接测到;在小于0.3厘米波段,由于地球大气辐射的干扰,要依靠气球、火箭或卫星等空间探测手段才能测到。从0.054厘米直到数十厘米波段的测量表明,背景辐射是温度近于2.7K的黑体辐射,习惯称为3K背景辐射。黑体谱现象表明,微波背景辐射是极大的时空范围内的事件。因为只有通过辐射与物质之间的相互作用,才能形成黑体谱。由于现今宇宙空间的物质密度极低,辐射与物质的互相作用极小,所以,我们今天观察到的黑体谱必定起源于很久以前。微波背景辐射应具有比遥远星系和射电源所能提供的更为古老的信息。
微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性。这两个方面的含义:①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0.2%~0.3%;②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%。各向同性说明,在各个不同方向上,在各个相距非常遥远的天区之间,应该存在过相互联系。
除微波波段外,在从射电到γ射线辐射的各个波长上,大都进行过背景辐射探测,结果是微波波段的辐射最强,其强度超过其他所有波段的背景辐射的总和。微波背景辐射的发现被认为是二十世纪天文学的一项重大成就。它对现代宇宙学所产生的深远影响,可以与河外星系的红移的发现相比拟。当前,流行的看法认为背景辐射起源于热宇宙的早期。这是对大爆炸宇宙学的强有力的支持。早在40年代,伽莫夫、阿尔菲和海尔曼根据当时已知的氦丰度和哈勃常数等资料,发展了热大爆炸学说,并预言宇宙间充满具有黑体谱的残余辐射,其温度约为几K或几十K。3K微波背景辐射的实测结果与理论预期大体相符。此外,还有用其他模型或机制来解释微波背景辐射的宇宙学说。
背景辐射已经有了更加深远的意义,说明了宇宙的膨胀理论和经典物理之间的矛盾是不可调和的.
根据1989年11月升空的微波背景探测卫星(COBE,Cosmic Background Explorer)测量到的结果,宇宙微波背景辐射谱非常精确地符合温度为 2.726±0.010K 的黑体辐射谱,证实了银河系相对于背景辐射有一个相对的运动速度,并且还验证,扣除掉这个速度对测量结果带来的影响,以及银河系内物质辐射的干扰,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。目前公认的理论认为,这个温度涨落起源于宇宙在形成初期极小尺度上的量子涨落,它随着宇宙的暴涨而放大到宇宙学的尺度上,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。
2003年,美国发射的威尔金森微波各向异性探测器对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137±1亿年,在宇宙的组成成分中,4%是一般物质,23%是暗物质,73%是暗能量。宇宙目前的膨胀速度是71公里每秒每百万秒差距,宇宙空间是近乎于平直的,它经历过暴涨的过程,并且会一直膨胀下去。
后来人们在不同波段上对微波背景辐射做了大量的测量和详细的研究,发现它在一个相当宽的波段范围内良好地符合黑体辐射谱,并且在整个天空上是高度各相同性的,只是具有一个微小的偶极各相异性:在赤经 11.3±0.1 h,赤纬 4±2°的地方温度略高,在相反的方向温度略低,人们认为这是由银河系运动带来的多普勒效应所引起的。
什么是宇宙微波的黑体形式和各向异性?
黑体辐射指黑体发出的电磁辐射。
黑体不仅仅能全部吸收外来的电磁辐射,且发射电磁辐射的能力比同温度下的任何其它物体强。
黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。
对于黑体的研究,使得自然现象中的量子效应被发现。
或许我们换一个角度来说:
所谓黑体辐射其实就是当地的状态光和物质达到平衡所表现出的现象:物质达到平衡,所以可以用一个温度来描述物质的状态,而光和物质的交互作用很强,而如此光和光之间也可以用一个温度来描述(光和光之间本身不会有交互作用,但光和物质的交互作用很强)。而描述这关系的便是普朗克分布(Plank distribution)。
而在现实上黑体辐射是不存在的,只有非常近似(好比在一颗恒星之中)。
举个例来说,我们观测到宇宙背景辐射(CMBR),对应到一个约3K的黑体辐射,
这暗示宇宙早期光是和物质达到平衡的。而随著时间演化,温度慢慢降了下来,但function的form却留了下来(还是blackbody)。(频率和温度的效应抵销)