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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895593]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 16 充满整个宇宙的电磁辐射 宇宙微波背景辐射
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宇宙微波背景辐射的发现在近代天文学上具有非常重要的意义，它给了大爆炸理论一个有力的证据，并且与类星体、脉冲星、星际有机分子一起，并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。
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具有黑体辐射谱
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微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱，在0.3—75厘米波段，可以在地面上直接测到；在大于100厘米的波段，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，也要依靠气球、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2.725K的黑体辐射，习惯称为3K背景辐射。
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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，这就是说，我们今天观测到的微波背景辐射必定起源于很久以前。
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各向同性
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微波背景辐射的另一特征是高度的各向同性。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，各个不同方向辐射强度的涨落小于0.3％。这个微小的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，才造成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。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 大爆炸强有力的证据
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背景辐射
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宇宙微波背景辐射是大爆炸的遗痕，就如同爆炸产生的回声般，为大爆炸宇宙模型提供了有力的证据。
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从宇宙所有方向发出的宇宙微波背景辐射都是2.725K的电波，可是因为地球在宇宙中的运动，从A方向来的电波比2.725K稍高，相反从B方向来的电波比2.725K稍低。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 17 原子的形成使宇宙透明化 宇宙放晴
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当大爆炸发生38万年后，最早的原子问世。宇宙的温度降至3000K，氢原子可以形成，其不至于由于碰撞而破裂。此时，宇宙终于变得透明，光可以传播数光年而不被吸收。
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最古老的光
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让我们再次回到关于宇宙的过去的讨论上来。宇宙大爆炸发生后，早期宇宙是极高温度和极高密度的均匀气体，随着宇宙的膨胀，温度降低生成氦。这时宇宙中所有的中子都被锁定在氦原子核中。宇宙的温度继续降低，当温度降低到3000K以下时，原子核与电子复合生成氢原子并放出光。
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原子中带负电的电子围绕在带正电的原子核周围，原子的整体呈中性。这时宇宙中带电荷的粒子都消失生成中性原子，宇宙开始中性化。宇宙温度在3000K以上的时候，高温中带电荷的粒子运动，释放、吸收光，光与质子、电子频繁反复地碰撞，因此光不能直线行进。
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温度达到3000K以下，当大多数自由电子被原子核俘获后，在宇宙中交织的光和物质之间不再发生冲突，光就可以自由地在宇宙中传播，即宇宙对光来说变得透明了，这也是我们能够观察到的宇宙中最古老的光。这个阶段也叫作“宇宙的放晴”。
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宇宙微波背景辐射的由来