什么是哈勃常数、宇宙背景辐射
哈勃常数(Hubble constant, H0)是宇宙学中的一个关键参数,用于描述宇宙膨胀速度与距离之间的关系。它是由美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)于20世纪20年代首次提出的,哈勃发现了宇宙正在膨胀的证据,这一发现彻底改变了我们对宇宙的认识。
哈勃常数衡量了宇宙中相隔一定距离的天体之间膨胀速度的关系。具体而言,哈勃常数表示单位距离上的膨胀速率。它的单位通常为公里/秒/兆帕(km/s/Mpc),其中1兆帕(Mpc)等于约3260万光年。
哈勃定律说明了宇宙膨胀速度与距离之间的线性关系:v = H0 × d,其中v是天体之间的相对速度,d是它们之间的距离,H0是哈勃常数。当距离越远时,天体之间的相对速度越快,这意味着宇宙正在加速膨胀。
哈勃常数的精确测量对于宇宙学非常重要,因为它可以帮助我们估计宇宙的年龄、大小和演化。然而,尽管科学家们已经进行了多次独立测量,但对哈勃常数的精确值仍存在一定程度的争议。目前的测量结果大约在67 – 74 km/s/Mpc之间,不同方法的测量结果可能存在一定差异。未来,更精确的测量方法和更多的观测数据可能有助于我们更好地理解哈勃常数以及宇宙的膨胀。

宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background,简称CMB)是宇宙中无处不在的微波辐射,它是大爆炸宇宙模型的关键证据之一。CMB是宇宙早期高温高密度状态的遗迹,反映了宇宙在约38万年后的状态。当时,宇宙足够冷,使得光子与原子不再频繁地散射,从而使光子可以自由传播。这一事件被称为“再组合”。
宇宙微波背景辐射的发现可以追溯到1964年,当时阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)在贝尔实验室进行无线电波实验时无意中发现了CMB。它的温度均匀分布在宇宙各个方向,约为2.725 K。这一发现为宇宙学提供了重要的观测数据,并为大爆炸宇宙模型提供了关键证据。
CMB的研究对于了解宇宙的起源、演化和基本参数至关重要。通过观测CMB的微小温度差异(称为“阳极不均匀性”),科学家们可以揭示宇宙早期的密度波动,这些波动最终导致了星系和大尺度结构的形成。
通过对CMB的精确测量,宇宙学家们已经获得了关于宇宙的重要信息,包括:
- 宇宙的几何:CMB的观测表明宇宙的几何接近平坦,即空间曲率非常小。
- 宇宙的年龄:通过对CMB的研究,科学家们估计宇宙的年龄约为138亿年。
- 宇宙的成分:CMB的测量揭示了宇宙的成分,包括暗物质、暗能量和普通物质在宇宙密度中所占的比例。
CMB的研究仍在继续。科学家们正在开展更精确的观测,如“威尔金森微波各向异性探测器”(WMAP)和“欧洲空间局的普朗克卫星”(ESA’s Planck Satellite)等卫星观测项目。通过对CMB的进一步研究,科学家们希望揭示更多关于宇宙的神秘信息,如暗物质和暗能量的性质、宇宙的初期暴涨以及宇宙的未来演化等。