宇宙也是有溫度的!
熱輻射
黑體輻射 表面完全不反射電磁波,而完全吸收的物件,稱為黑體 黑體的輻射與黑體的性質無關,只和溫度有關。
空腔輻射 相同溫度時,空腔輻射及與其開口同面積的黑體輻射完全相同。
1. 輻射總功率與溫度的四次方成正比: 2.輻射的波長分布極大值隨溫度增加而減小: 自然界的發光體都不全然是黑體,所以其輻射不完全如右圖。
室溫下大部分輻射為紅外線
哪一個恆星溫度較高?
Penzias and Wilson found CMB accidentally in 1965 and won the 1978 Nobel
Isotropy 同向性
CMB is blackbody radiation at 2.725K
E. Hubble 1889-1953
遠處星體的紅外移 The universe is expanding!!!!!!
宇宙正在擴張之中
In reverse, there must be a big bang sometime in the past.
Gamow’s Hot Big Bang 越是過去,宇宙越小,溫度越高
很久以前,當溫度極高,原子核中的質子和中子都無法束縛在一起,質子和電子形成湯一樣的液體。 Ylem primordial substance from which all matter is formed
宇宙霹靂時的輻射線與物質湯不斷碰撞作用,兩者一直維持熱平衡,如同空腔輻射與空腔的器壁一樣,所以呈現黑體輻射的樣式。 此輻射均勻而同向,因此稱為背景輻射
背景輻射隨著宇宙的擴張漸漸冷卻,到今天只剩2.725K。但依舊維持同向及黑體的特性。
John C. Mather George F. Smoot 1/2 of the prize 1/2 of the prize USA USA NASA Goddard Space Flight Center Greenbelt, MD, USA University of California Berkeley, CA, USA b. 1946 b. 1945 2006 Nobel Prize
Cobe (COsmic Background Explorer) CMB大部分是微波,空氣可吸收,所以精密的測量必須在大氣層外進行
非同向性
大霹靂後四十萬年,宇宙由模糊變透明 Recombination
Cobe 1991
WMAP 2005
Structure formation