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宇宙背景辐射是电磁波，其传播速度为固定不变的光速，而距离的计算就是，利用一个已知实际大小的物体，就可以根据这个物体的表观大小来计算出距离，我们利用同样的原理可以计算出发射出宇宙背景辐射的地方，距离地球大约为450亿光年，这个是可观测宇宙的半径的大小，可见宇宙的年龄也应该是450亿岁。当我们现在所熟知的结果是138亿年，这是为何呢？ 这是因为需要修正宇宙自身膨胀量的缘故，研究认为，由于宇宙的膨胀，所以导致了宇宙背景辐射旅行的距离扩大到了约3.3倍用450亿÷3.3就可以得知宇宙的年龄约为138亿年。此外根据宇宙背景辐射，我们还可以得知宇宙的形状，科学家表明至少在可观测宇宙范围内宇宙是平坦的，也就是其“曲率为0”，如果宇宙空间是弯曲的话，那么历经漫长抵达地球的宇宙背景辐射，看上去也应该是弯曲的，但实际上我们并没有观测到这样的弯曲。 图解：加速膨胀的宇宙就像一个“气球” 虽然我们对宇宙诞生后37万年之前的事情不太了解，但是通过宇宙背景辐射，我们还可以获得一个重要的信息这就是·“暴胀”尽管宇宙背景辐射的温度存在1/10万的微小起伏，但从根本上说，无论从宇宙的哪个方向上看，其温度都是几乎相同的，而事实上这是一个用现有的物理定律无法解释的神奇现象，让我们追本溯源，前面我们说了，从宇宙发出背景辐射，到现在宇宙大约膨胀了1000倍，更精确的结果是1100倍，那么考虑到这一因素，如果进行逆向计算的话，用4500亿除以1100就可以得知，抵达今天地球的宇宙背景辐射，是从距离后来发育为地球的位置，大约4100万光年远的地方发出的，由于抵达地球的宇宙背景辐射的温度，无论在哪个方向上都几乎完全相同，所以当时释放出的宇宙背景辐射的温度也应该在任何地方都是几乎相同，也就是说在发出宇宙微波背景辐射之时，在半径高达4100万光年的宇宙空间中，温度几乎是相同的。 我们知道要想让某一空间内的温度变得均匀，就必须通过某种方法让热量传递到整个空间中的各个角度但问题在于，传递是需要时间的，而发出宇宙背景辐射时，宇宙刚刚诞生了37万年，要想在37万年的时间中，使得半径4100万光年的广阔范围内，温度变得均匀。 图解：“暴胀”是空间本身的膨胀 那么怎样才能在有限的时间内，使得光速都无法达到的广阔宇宙空间的温度变得均匀呢？针对这一疑问，有一个极具说服力的回答，那就是在大爆炸发生之后的极短时间内，宇宙发生了异乎寻常的急剧膨胀，这便是“暴胀”，“暴胀”是空间本身的膨胀，所以它不受光速的限制。比如说现在那些距离地球非常遥远的星系，就由于宇宙膨胀效果正在以超光速远离地球而去，“暴胀”是一次难以想象的，不合情理的极度膨胀，宇宙在刚刚诞生后，极其短暂的一瞬间加速膨胀了几十倍，这样一来，一个极小的点，在一瞬间就扩展成了异常广阔的区域。 原则上来说，由一个点扩展而成的区域具有相同的温度，那么“暴胀”它到底发生过没有呢？由于宇宙背景辐射，是人类能够观测到的最古老的宇宙之光，所以科学家无法利用光来直接观测到宇宙诞生之后37万年间的事情，不过理论认为“暴胀”的痕迹会以“漩涡”的形式，残留在宇宙背景辐射之中。如果我们以比原子小的尺度来观察空间的话，我们就会发现空间在不断的起伏变化，微观空间中的长、宽、高都是不确定的，处于不断变化的不稳定状态，而诞生时的宇宙正是如此，所以“暴胀”导致的急剧膨胀会把这种微观起伏扩展到整个宇宙，这样一来就形成了到处都在弯曲的宇宙空间，源于“暴胀”的宇宙空间的弯曲被称为“原初引力波”，这就是它们在宇宙背景辐射中导致的漩涡的生成。 图解：通过图片可以看出宇宙温度是均匀的 旋涡的形成机制是这样的！光是横波，其振动方向垂直于传播方向，一般来说，自然界的光中同时包含向各个方向振动的波，不过有时候，光的振动方向会偏于一方，这就是所谓的“偏振光”。在日常生活中，光被水面或玻璃面反射后就会形成“偏振光”，而即使没有水或玻璃，如果空间中有温度差的话，也会形成“偏振光”，与此类似的，“原初引力波”通过让空间发生伸缩，也可以形成“偏振光”，所以如果来自各个方向的“原初引力波”相互交叉的话，那么角度略微不同的“偏振光”就会呈现圆形排列，也就是说形成了漩涡。 图解：偏振光原理 这个漩涡就是“爆炸的痕迹”。在宇宙背景辐射中的残留，专业的说法叫“B模”2014年3月17日，由加州理工学院和斯坦福大学等联合实施的观测项目宣布，他们利用设在“南极的望远镜”，首次成功探索到了“B模”。“暴胀”证据发现的这一消息，顿时在科学界引起了轩然大波，不过在这一消息发表的三个月后，该团队又发表声明称，这可能是一次乌龙事件，不排除观测到的旋涡图案，是由“原初引力波”以外的原因造成的可能性。 2015年1月最终结果公布，果不其然，此次观测到的“B模”、是由银河系中的尘埃造成的，而迄今为止“暴胀”依然存在于理论之中，我们仍未观测到确实可称为“暴胀证据”的现象，很多科学团队正在向着这一目标发起冲击，可以想象，如果发现了“暴胀证据”，这将又是一次诺贝尔奖级别的发现。 |
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