5. 宇宙微波背景辐射温度的测定
1989 年 发 射 的 宇 宙 背 景 探 测 者 卫 星( 简称COBE),其主要任务之一是确定微波背景辐射谱。测得微波背景辐射谱(图 8)很好地与普朗克谱(也称为黑体辐射谱,见图 9)的预言符合。现在由此定出的宇宙微波背景辐射的温度为 2.725 ±0.001 K。2002 年发射的 MAP 观测卫星,以更高的精度对宇宙微波背景辐射谱进行观测。宇宙微波背景辐射是宇宙演化的产物,在大爆炸后 38 万年时温度下降到 3000 K 左右,光子退耦合后不再发生碰撞,并持续地在宇宙中传播。空间各方向来的宇宙微波背景辐射反映出该方向在大爆炸后光子退耦合时的温度,这应该是各个方向都是相同的。从实际观测到的数据可显示出,温度分布有偶极型的变化。这是来自地球相对于宇宙微波背景辐射“静止参考系”运动的多普勒效应。由宇宙微波背景辐射的精确测量,定出太阳相对于宇宙微波背景辐射参考系的速度为:
若考虑到太阳系在银河系中绕银河系中心的转动速度为 220 km s-1,还可进一步定出银河系相对于宇宙微波背景辐射参考系的速度为:
由于宇宙在膨胀,现在观察到的这些光子是来自远方发出的光子,上面提到,若接收点的距离可用红移表示为 z=1100。这是多普勒效应的反映,现在观察到的这些光子所体现的温度应该是:
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