光从宇宙大爆炸

你好,我一直在电视上看宇宙学纪录片只要我还记得,我在想如果在当前时代的宇宙光从大爆炸后一直延伸到Micro-Waves,有没有工作观察的“红移”碰巧…到目前为止,有数据吗?这同意的数据观测宇宙的膨胀?欢呼声詹姆斯
-詹姆斯·布斯(28岁)
英国的曼彻斯特

你好,詹姆斯,

我认为你有两个不同的问题,我将回答一次。第一个是“我们可以看到光线的发射宇宙大爆炸之后,在微波频段吗?”You're thinking about this problem in the same way astronomers do. Unfortunately, we can't see light from right after the Big Bang. In this era, the universe was so hot that protons and electrons couldn't combine to form atoms. Separate protons and electrons are charged and strongly scatter light. The atoms first formed about 300,000 years after the Big Bang, in a phase known as "recombination." This is the first time that photons could travel freely through the universe without being scattered by free electrons, so these are the most distant photons we can see.

你是正确的思想,“红移”这些光子。预测这种辐射是由乔治•伽莫夫的普林斯顿大学伯克利和罗伯特·迪克在1950年代。1964年,阿诺。彭齐亚斯和罗伯特。威尔森发现一个无线接收器在贝尔实验室的背景噪音。他们试图消除这种噪声的系统,甚至清洁他们的天线把鸽子粪便,可能会导致这噪音!他们所做的一切都没有效果,所以他们叫他们的朋友在普林斯顿来确定他们知道这也许会导致什么噪音。这是第一个明确的记录的背景辐射,现在被称为宇宙微波背景(CMB)。

彭齐亚斯和威尔逊将获得诺贝尔奖的努力,今天宇宙微波背景的最佳无线电来源在宇宙中。这是最完美的黑体,峰值温度为2.725 k。值得注意的是,三个太空望远镜已经建立专门研究这种辐射。(宇宙背景探测器)于1989年发起,绘制整个招商银行,发现很小的温度变化的函数的位置。这很重要,因为这些波动意味着宇宙并非完全统一,但有轻微overdensities和underdensities。这些overdensities积累了越来越多的问题随着时间的推移,形成个人的星系和星系群(称为集群)。威尔金森微波各向异性探测器,于2001年推出,建立在COBE的工作,测量各向异性与更大的灵敏度和分辨率。2009年,威尔金森微波各向异性探测器将另一个改进,推出提高测量的灵敏度和分辨率。到目前为止,我们收集到的所有数据符合宇宙的膨胀是大爆炸理论预测和支持。

你的第二个问题是“我们可以观察发生了红移。”The answer to this is yes, but indirectly. When astronomers take a redshift measurement of a distant object, that provides a measure of how rapidly the object was moving away from us when it emitted the light. (The measure is also sensitive to how the expansion is changing.) If the expansion of the universe were constant in time, the rate at which the object was moving away from us would be directly proportional to the current distance. There would be a simple algebraic formula to calculate the distance at the time the light now reaching us was emitted. However, until the 1990s it was not known if this rate was constant in time. The conventional assumption was that the expansion of the universe should be slowing down because of the gravitational attraction between massive objects. Thus, combining very precise distance measurements of objects with redshift measurements could determine how much more quickly the universe was expanding in the past, and thus determine the mass density of the universe.

确定距离非常准确,天文学家们使用“标准烛光”,对象,释放大量的光,因此表观亮度(减少与物体距离的平方)告诉我们多远时他们现在发出的光到达我们。这些都是类型之一。这些总是释放大约10⁴⁴焦耳的能量,所以这种类型的超新星有大约相同的固有亮度。(估计的固有亮度可以使用光强度的时间进程精制)。因此我们能观察到的亮度可以用来给一个精确的测量距离的超新星。然后,通过绘制这个距离红移的函数,我们可以确定整个时间近似宇宙膨胀的速度。在1990年代早期,这是测试的一组天文学家在伯克利和斯坦福大学。(见)

重要的是,他们发现宇宙膨胀实际上是加速!这意味着不仅是宇宙扩张,但扩张速度也随时间增加。今天,这通常是由暗能量,这被认为构成宇宙的能量密度的73%。然而,实际上暗能量是原因还不清楚,尽管宇宙学家正在努力回答这个问题。


为进一步阅读,我建议下面列出的文章;如果你还有问题随时跟进!

谢谢你的问题!
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参考:
波尔马特,S。“超新星,暗能量和宇宙加速。”Physics Today: April 2003. <>

(发表在04/06/2011)