宇宙微波背景(簡稱CMB)是我們在整個宇宙中可以看到的最古老、最遙遠的光，它來自宇宙誕生之初的大爆炸。然而，宇宙微波背景并不是由用肉眼能看見的光組成的，我們用肉眼能看到的光被稱為可見光，除此之外還有其他形式的光存在于宇宙中。微波是一種光，我們用來檢查骨折的x射線也是一種光，讓我們在車里能聽到音樂的無線電波也是一種光。
起初，宇宙微波背景輻射是高能x射線。隨著時間的推移，這些高能射線的能量逐漸流散，變成了能量更低的微波。普朗克望遠鏡拍攝的宇宙微波背景輻射圖像。顏色表示宇宙微波背景中不同點的溫度。宇宙微波背景輻射是宇宙在誕生之初時發出的光。剛剛誕生的宇宙非常熱，同時密度很大，空間中充滿了電子和質子。這些微觀粒子帶有電荷，當光到達其中一個粒子時，粒子上所帶的電荷就會把光散射到另一個方向，這一現象使得宇宙誕生之初多產生光不能傳播很遠。
隨著時間的推移，宇宙在膨脹的過程中逐漸冷卻。最終，一旦宇宙的溫度變得足夠低，電子和質子開始結合在一起，形成最簡單的氫原子。原子不帶電荷，所以它們不會像電子和質子那樣對光的傳播產生影響。光可以穿過它們，然后穿過宇宙，冷卻下來的宇宙對于誕生之初產生的光來說就好像是真空環境。
整個宇宙都以同樣的速度冷卻，這使得宇宙誕生所產生的光可以在空間中四處傳播。突然間，光可以在從宇宙的各個角落傳播得非常遠、非常快，直到今天，這一過程仍未停止。現在，這些光以宇宙微波背景輻射的形式到達了地球。
宇宙微波背景其實一直存在于宇宙中，但在宇宙中的第一個原子形成之前，宇宙微波背景輻射無法傳播太遠。事實上，目前我們已經知道它是在宇宙大爆炸38萬年后被釋放出來的。這聽起來像是大爆炸和宇宙微波背景釋放之間經過了很長一段時間，但由于宇宙的年齡接近140億年，這發生在宇宙非常年輕的時候。宇宙微波背景告訴我們很多關于宇宙誕生之初的重要信息。根據大爆炸理論，早期的宇宙非常熱，充滿了輻射。隨著宇宙的膨脹和冷卻，這種輻射最終會被釋放出來。這就是我們現在看到的宇宙微波背景。甚至可以從宇宙微波背景中觀測到大爆炸理論所預測的溫度，這就是為什么我們可以說宇宙微波背景是驗證大爆炸理論的重要證據。
宇宙微波背景是偶然發現的。美國的兩位科學家Robert Wilson和Arno Penzias在使用微波望遠鏡進行觀測時發現：無論他們把天線指向哪里，都能觀測到一個相同的背景信號。他們認為這些多余的信號可能是由望遠鏡的故障引起的，甚至可能是天線上的鴿子糞便影響到了觀測結果。
最終，Robert Wilson和Arno Penzias意識到自己是第一個探測到宇宙微波背景的人，而宇宙大爆炸理論預測了宇宙微波背景的存在。這一發現使二人獲得了諾貝爾獎。從那時起，研究人員向太空發射了許多望遠鏡，以獲得越來越清晰的宇宙微波背景圖像。通過觀察這些宇宙中最古老的光，我們可以理解今天所看到的一切是如何形成的。
在大爆炸宇宙學中，宇宙微波背景(CMB, CMBR)是一種電磁輻射，是宇宙早期的殘留物，也被稱為“遺跡輻射”。宇宙微波背景是充滿整個空間的微弱宇宙背景輻射。因為它是宇宙中最古老的電磁輻射，可以追溯到第一個原子形成時的重組時代，所以宇宙微波背景是人們研究早期宇宙的重要數據來源。用傳統的光學望遠鏡進行觀測，恒星和星系之間的空間(背景)是完全黑暗的(奧伯斯悖論)。
然而，一個足夠靈敏的射電望遠鏡所觀測到的微弱的背景亮度，或者稱為輝光，幾乎是均勻的，與任何恒星、星系或其他物體無關。這種輝光在無線電頻譜的微波區域最強。1965年，美國射電天文學家Arno Penzias和Robert Wilson在一次觀測中偶然發現了宇宙背景微波，這次偶然發現是他們從20世紀40年代開始的研究工作所獲得的最重要的發現，基于這一重要發現Arno Penzias和Robert Wilson獲得了1978年的諾貝爾物理學獎。
原創文章，作者：潮玩君，如若轉載，請注明出處：http://www.bdzhitong.com/article/588412.html
