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为什么宇宙微波背景辐射衰变后仍然存在?

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尊敬的读者,感谢您在百忙之中阅读我的文章,这是对我努力的肯定,也是持续创作的动力,向您致以我最诚挚的敬意,希望能得到您的一个"关注",在此感谢!

在回答这个问题之前,我们需要先回答几个相关的问题:什么是宇宙微波背景辐射,它是如何出现的?

为此,我们需要回到宇宙的起源,即大爆炸后 40 万年的时期。这个时期有一个简洁的名字——重组时代。它有什么特别之处?

早期的宇宙是自由运动的粒子、质子和电子(原子的组成部分)的湍流混合物。但当时的宇宙太小太热,电子无法稳定地进入质子轨道并形成原子。这本质上与我们太阳内部发生的过程相同,只是在整个宇宙的规模上!

就像太阳的内部一样,宇宙充满了来回奔跑的光子。但由于宇宙的尺寸并不是很大,所以它实际上是不透明的。

随着宇宙的膨胀,它的体积增加并逐渐冷却,直到达到前面提到的重组时代。此时,电子在相遇时有机会落入质子的轨道,从而产生氢原子或氦原子。

现在宇宙已经从不透明变成透明,但仍然充满光,现在可以永远传播而不会与自由电子碰撞。

但发出这种光的是什么?几乎所有的东西,当时宇宙的温度都在4000K左右。那是宇宙还非常年轻的时候。

但随着宇宙的膨胀,这种光的波长也增加,直到它以无线电波的形式出现。它们来自太空的各个方向,就好像我们被一个不断发射它们的球体包围着,但实际上它们是在数十亿年前发射的。它们充满了所有空间,因为它们是由空间本身创造的。

这就是天文学家喜爱宇宙微波背景的原因:它是我们年轻的宇宙在变得透明之前发出的最后一道光。当我们查看普朗克和其他太空天文台制作的宇宙微波背景地图时,我们基本上看到的是数十亿年前它的样子的照片。这是我们用望远镜所能看到的最远的距离,因为在此之前宇宙是不透明的。

因此,当宇宙很小时,宇宙微波背景未被阻挡的原因是它被发射出来,并且没有任何东西可以阻止它的传播。恒星、行星和星系出现的时间要晚得多,虽然它们的干扰很小,但与宇宙相比可以忽略不计,因此大部分宇宙微波背景只是从它们身边经过,并且大部分没有撞击任何东西。

为什么它还存在?宇宙的半径远大于138亿光年。那里有一些距离正好合适的点,让来自它们的光需要很长时间才能到达我们。昨天是这样,明天也是,后天也是这样。距离我们超过 138 亿光年有很大的空间,光来自所有这些地方。目前还没有,但它将日复一日地继续播出。

因此,宇宙微波背景辐射永远不会消失。

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