微波背景辐射

[拼音]：weibo beijing fushe

[外文]：microwave background radiation

来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射。也称宇宙背景辐射。1964年，美国贝尔电话实验室射电天文学家A.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收天线系统。同年5月，在7.35厘米处接收到了相当于绝对温度6.7K的微波噪声。在扣除了各种已知来源的噪声之后，仍有3.5K的剩余。在随后一年中，他们发现这个消除不掉的噪声是“稳定”的，而且与方向无关，但无法回答这是什么原因造成的。与此同时，普林斯顿大学高级实验物理学家R.H.迪克开始设想，在宇宙历史的早期热密阶段可能有些可观测到的辐射遗留下来。在迪克这一思想的推动下，该大学的一位青年理论工作者P.E.J.皮伯斯进行了计算，结果得出早期宇宙遗留下来的背景辐射约为 10K。迪克建议P.G.罗尔和D.T.威克森寻找微波背景辐射。但在他们完成测量装置之前，彭齐亚斯知道了皮伯斯的工作，于是双方很快进行了互访和讨论，最后终于相信，迪克的研究组所预定并准备寻找的东西正是威尔逊和彭齐亚斯所发现的这种消除不掉的噪声。以后的探测把辐射温度订正为2.7K。1965年7月这一发现公诸于世，被称为3K宇宙背景辐射。1978年威尔逊和彭齐亚斯为此获诺贝尔物理学奖。

微波背景辐射的发现是20世纪天文学的一项重大成就，对现代宇宙学的发展有着深远的影响。观测表明，微波背景辐射具有各向同性和黑体辐射谱两个显著特点。各向同性说明，微波背景辐射不是起源于某个特定的天体，而是“我们的宇宙”演化过程的产物。黑体辐射谱现象表明，在宇宙早期曾存在一个热平衡阶段，微波背景辐射就是宇宙一度处于这个阶段时遗留下的。关于微波背景辐射的观测事实是对大爆炸宇宙学强有力的支持。宇宙背景辐射表明，“我们的宇宙”有一个起源和演化的过程，整个大尺度空间充满了辐射场，并不存在绝对的真空。这为探索物质和时空、均匀和非均匀、间断和连续的辩证关系提供了新材料。

微波背景辐射的偶然发现，反映了认识过程的曲折复杂性。早在1948年R.阿尔弗和R.赫尔曼就根据他们和G.伽莫夫一起建立的“大爆炸”核子合成理论，预言了5K背景辐射。但由于大爆炸理论在元素合成问题上遇到了困难，而且一般人觉得这一理论过于离奇，因此这一预言很快就被遗忘了。直到1964年，齐尔道维奇在苏联，F.霍伊尔和R.J.泰勒在英国，皮伯斯在美国才又分别独立进行了计算。另外，大部分理论工作者不知道背景辐射是可以探测到的，实验工作者也不知道理论工作者的研究情况。正因为对这一科学假说所存在的困难缺乏辩证的分析、传统观念对新思想的束缚以及理论和实验分离的状况，使微波背景辐射的发现推迟了10余年。

参考文章

• 微波背景辐射天文天体

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微波背景辐射百科介绍

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