世界微波布景辐射:创世的榜首缕曙光

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世界微波布景辐射:创世的榜首缕曙光

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2019-02-20 * 浏览 : 42

世界布景辐射的不均匀性

根据世界学基本原理,大尺度上,世界是均匀、各向同性的,所以世界布景辐射应当也是各向同性的。观测结果也大体上如此,不过在几乎均匀的基础上,仍是存在约5%的涨落。

这些纤细的不均匀性是因为布景光子在旅途中与天体发生了相互作用,故而也携带了这些天体的信息。所以微波布景光子就像信使一样,给咱们带来世界深处的消息。2006年,诺贝尔物理学奖授予了精细丈量了世界布景辐射的John Mather和George Smoot。针对世界布景辐射的不均匀性,目前有许多理论。

Sunyaev-Zel'dovich 效应

Sunyaev-Zel'dovich 效应指出了世界布景辐射的光子与星系团等天体中的高能电子发生逆康普顿散射而导致观测到的温度分布发生改变的现象。

经过逆康普顿散射,高能电子的一部分能量转移给了布景辐射中的低能光子,因而低能光子的数量减少,高能光子的数量添加,光子的总能量添加,布景辐射不再是理想的黑体辐射。

重子声波振动

重子声波振动(Baryon Acoustic Oscillations, BAO)是世界中可见的重子物质的规则周期性密度涨落。正如超新星能够作为标准烛光,重子声学振动的物质成团性也能够作为丈量世界学间隔的标准尺。

这个标准尺的长度(目前约4.9亿光年)能够经过大尺度结构巡天来丈量。经过对重子声学振动的丈量,咱们能够更多地限制世界学参数,然后了解导致世界加快膨胀的暗能量的性质。

积分Sachs-Wolfe效应

世界不是完全均匀的,所以到处存在着引力势阱。当布景辐射的光子掉进引力势阱的时分就会取得能量,爬出这个势阱的时分就会丢失能量。如果该势阱不随时刻改动,正负抵消,光子的最终能量不会改动。

在广义相对论加物质密度等于临界密度的平直世界学中,大尺度上-即线性区域里的引力势的确不随时刻改动的,因而光子能量不变。可是,上述三个条件(平直世界、广义相对论、物质主导)的任何一个得不到满意 ,线性尺度上的引力势就会随时刻改动,导致光子掉进势阱时取得的能量和爬出势阱时丢失的能量不能严厉抵消,光子能量改动,造成布景辐射温度的改动。这种新的微波布景各向异性,就是the integrated Sachs-Wolfe(ISW)效应,由天文学家R.K. Sachs和A.M. Wolfe于1967年提出。

因为该效应是光子路径上所有引力势改变的累加效应,所以称为积分Sachs-Wolfe效应,以便与因为光子最终散射面上引力势改变引起的微波布景温度扰动,即Sachs-Wolfe效应,相区别。


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