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第623章 辐射（第1页）

在楚云的要求之下，他们来到了宇宙起源，宇宙相关的展区内，这回他们是围坐在有着茶水，看着中间虚拟大屏幕，一直在他们之间讲诉宇宙。

“在宇宙中，什么叫做背景辐射？”

四号懵懂地问道。

“我可不知道。”

楚云说道。

“我来说吧。”

五号说道。

“你知道就说。”

四号说道。

“你们要知道，宇宙中充满了温度刚刚超过开氏2.7度、能用地面射电望远镜和人造卫星上的仪器探测到的辐射之海。

这被解释为宇宙由之诞生的大爆炸火球的直接证据。

因而背景辐射的发现，是自埃德温·哈勃发现宇宙膨胀以来宇宙学方面最重要的观测成就，然而这一发现可真是来之不易。”

五号看着他们说道。

“怎么说？”

楚云好奇地问道。

“你们要知道，第一个试图定量描述大爆炸物理条件的人是乔治·伽莫夫。

他在1940年代应用当时正在发展的量子物理学知识，研究宇宙诞生时应该发生过的核相互作用类型，他发现原始氢应该已经部分转变为氦（见αβγ理论）。”

五号说道。

“怎么说？”

四号问道。

“他根据计算，通过这种方式产生的氦的数量，依赖于这些相互作用发生时大爆炸的温度。

它应该被一个热的、取x射线和γ射线形态的短波黑体辐射火球填充。

伽莫夫小组领悟到，对应这个火球的热辐射，应该已经随着宇宙的膨胀而稀化和冷却，但仍然以高度红移了的射电波形态存在。

由于没有宇宙之外的地方让这一辐射逃走，它就永远充满宇宙，宛如气球内部的气体永远充满气球。”

五号说道。

“这个说法，不是说如果拉扯气球使它变大，但不让更多的气体进入，气球内部气体的密度将变小。

同样，当宇宙膨胀时，充满它的辐射的密度也将变小。

这对应着温度的降低和辐射波长的增加红移。

但是，虽然辐射已经冷却，它仍然应该像充满气球的气体那样均匀充满宇宙。

它应该从空间所有方向照射地球，而宇宙膨胀引起的辐射波长被拉开的量，决定了它今天的温度。”

虚妄补充道。

“如果我记得没错的话，伽莫夫的两位学生，拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼早在1948年发表的一篇论文中就计算出，要使大爆炸中烹调的氦的数量匹配于光谱学揭示的老年恒星中氦的数量，大爆炸火球遗留下来的辐射现在应该具有仅仅5k的温度。

伽莫夫自己1952年在他撰写的《宇宙创生》一书中公布的数字要稍稍大些”

李思特说道。

“这也就是说，准确数字决定于对大爆炸物理条件所做的详细假设，也依赖于对宇宙年龄的估计。”

虚妄说道。

“但你们不要忘记了，还有一种手工计算法则是，背景辐射的开氏温度等于10^10除以用秒数表示的宇宙年龄的平方根。

所以，在时间开始1秒后的温度是100亿度，100秒后是10亿度，而1小时后就只有1亿7千万度了。”

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