电磁场与微波技术教学资料微波专题吴铵安.ppt

宇宙微波背景
吴铵安 2011051615
定义
宇宙微波背景(CMB,又称3K背景辐射)是一种充满整个宇宙的电磁辐射。
其温度很低,只有绝对温度2. 726度,
频率属于微波范围
是宇宙背景辐射之一,为观测宇宙学的基础,因其为宇宙中最古老的光
发现
宇宙微波背景在1948年由拉尔夫·阿尔菲,罗伯特·赫尔曼首次预测。
1965年,两个美国射电天文学家彭齐亚斯和罗伯特·,彻底检查后仍无法除去噪声。他们发表论文宣布了这个发现。
1978年彭齐亚斯和威尔逊因为这个发现获得了诺贝尔物理奖。
观测
利用传统的光学望远镜,恒星和星系之间的空间(背景)是一片漆黑。然而,利用灵敏的辐射望远镜可发现微弱的背景辉光,且在各个方向上几乎一模一样,与任何恒星,星系或其他对象都毫无关系。这种光的电磁波谱在微波区域最强。
研究进展
有名的实验是美国国家航空航天局的宇宙背景探测者(COBE)卫星,测量已排除了宇宙弦为主导的宇宙结构形成理论,并建议宇宙暴胀理论是正确的。
2006年,负责COBE项目的美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特因其对“宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得诺贝尔物理学奖。
研究进展
2001年6月,美国国家航空航天局推出了第二宇宙微波背景太空任务,为威尔金森微波各向异性探测器(WMAP),更精确的测量整个天空的大尺度各向异性
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。
宇宙微波背景全天图,由威尔金森微波各向异性探测器9年成果绘制
研究进展
第三个太空任务为欧洲空间局(ESA)的普郎克卫星,于2009年5月升空。
2013年3月21日,普郎克卫星背后的欧洲领导研究小组发布此任务的宇宙微波背景辐射全天图。此图建议宇宙略老于研究者所想的。
普郎克卫星的宇宙微波背景辐射全天图
研究意义
与类星体、脉冲星、星际有机分子一道,并称为20世纪60年代天文学“四大发现”
因为任何建议的宇宙模型都必须解释这种辐射,因此宇宙微波背景是精确测量宇​​宙学的关键。
很好地解释了宇宙早期发展所遗留下来的辐射,基本上证实了宇宙大爆炸理论
宇宙微波背景给出了一个宇宙的快照