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宇宙大爆炸|为什么老式电视的雪花可以证明宇宙大爆炸？听听专家怎能说


宇宙大爆炸|为什么老式电视的雪花可以证明宇宙大爆炸？听听专家怎能说
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在二十世纪 ， 随着观测技术的进步 ， 宇宙学领域取得了重大进展 。 根据一系列独立的证据 ， 例如空间膨胀 ， 宇宙微波背景辐射 ， 宇宙元素丰度 ， 宇宙的大规模结构和星系演化 ， 可以证明宇宙起源于热和稠密的时空奇点13.8十亿年前 。
在大爆炸理论的证据中 ， 宇宙微波背景辐射是最重要的证据 。 首次发现这一现象的两位天文学家也迅速获得了诺贝尔物理学奖 。 尽管直到1960年代天文学家才通过射电望远镜检测到宇宙微波背景辐射 ， 但实际上 ， 普通百姓可以在最不可能的地方检测到宇宙中最古老的光子：在普通电视上 。
扩展宇宙
为了理解其基本原理 ， 我们需要首先了解宇宙微波背景辐射 。 当我们观察宇宙时 ， 我们可以看到许多星系 。 我们附近的星系看起来与银河系相似 ， 它们都是由相似的恒星组成 。 但是当我们观察到遥远的星系时 ， 情况将有所不同 。
哈勃太空望远镜曾经瞄准天空的一小部分进行长期观察 ， 结果看到了非常遥远的星系 。 由于光速受到限制 ， 因此我们看得越远 ， 回看所需的时间就越长 。 最遥远的可观测星系可以达到134亿光年远 ， 它存在于宇宙只有4亿年的历史中 。
遥远星系的一个明显特征是它们不发达 ， 而且形状不同的早期星系远不如现在成熟 。 这意味着星系一直在进化 。 星系由原始气体云形成的事实支持了大爆炸理论 。
遥远星系的另一个显着特征是光谱的高红移 。 根据多普勒效应 ， 当光源远离我们时 ， 朝我们移动的光的波长会变长 ， 从而导致光谱红移现象 。 后退速度越快 ， 红移值就越高 ， 这意味着遥远的星系正在迅速远离我们 。
不仅如此 ， 银河越远 ， 红移值越高 ， 相应的逆行速度与距离成正比 。 这种现象表明 ， 星系并不仅仅是在太空中迅速远离我们 ， 而是因为空间本身的结构正在均匀扩展 ， 从而导致星系彼此退缩 。 随着时间的流逝 ， 宇宙将继续膨胀 ， 并且在太空中传播的光的波长将逐渐延长 。 光传播的时间越长 ， 由宇宙膨胀引起的红移就越大 ， 因此我们观察到的哈勃定律就出现了 。
宇宙的第一光
在银河系诞生之前 ， 宇宙是什么样的？根据大爆炸理论 ， 宇宙在最初的几分钟内合成了大量的氢和氦 。 在早期宇宙中 ， 不存在中性原子 。 由于高温 ， 它们都将被离子化成核和电子 ， 同时会释放电磁辐射 ， 即光子 。
由于早期宇宙的密度和温度极高 ， 那些光子会与带电粒子不断发生碰撞 ， 它们无法自由在宇宙中传播 。 直到宇宙大爆炸之后38万年 ， 宇宙冷却到2700摄氏度 ， 光子得以在宇宙中自由传播 ， 它们成了宇宙的第一光 。
那时 ， 宇宙中的每个点都是光子的辐射源 ， 因此这些光子会均匀地扩散到宇宙中 。 即使在138亿年后的今天 ， 它们仍然是肉眼看不见的 。
并非所有的光都能被我们的眼睛感知到 ， 只能看到一小段波长的光 ， 即可见光 。 用于通信的无线电波和用于检测伤害的X射线都是光 ， 但是它们的波长对于人眼来说太长或太短 。 但是借助其他观察工具 ， 我们可以检测到这些电磁波 。
宇宙中最早的光本来是波长很短的高能电磁辐射 ， 但它们继续在扩展的空间中扩散 ， 导致波长继续拉长 。 在138亿年之后 ， 这些光已重新转变为微波 ， 可以用射电望远镜探测到 。 观测结果表明 ， 宇宙微波背景辐射非常均匀 ， 温度波动很小 。 它们的当前温度仅比绝对零高约2.725度 ， 这与大爆炸的预测完全一致 。


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