3K宇宙微波背景輻射（3K Cosmic Microwave Background Radiation）
3K宇宙微波背景輻射（3K Cosmic Microwave Background Radiation）
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background radiation，簡稱「背景輻射」，又稱「$$3K$$ 背景輻射」），因為光譜特徵約和絕對溫度 $$3K$$ 的黑體輻射相同而得名，而呈現的頻率屬於微波範圍。
1929 年美國天文家哈柏（Edwin Hubble，1889-1953）對星系作光譜分析時，發現遙遠的星系在光譜上呈現紅位移，因此推得宇宙正在膨脹，並被認為是支持大霹靂（The Big Bang）的一項重要證據。
西元 1965 年貝爾電話公司實驗室的潘琪亞斯（Arno Penzias）和威爾遜（Robert Woodrow Wilson），在大西洋兩岸研發並架設高靈敏度的衛星天線系統以改進衛星通訊技術時，無意間發現消除不掉的噪音訊號，在徹底檢查天線系統後，噪音訊號仍然存在，且不因天候季節而改變。
根據維因定律（Wien law），將兩人測得的「噪音訊號」之波長代入：
$$\lambda_{max}\cdot T=2.898\times 10^{-3}~m\cdot K$$
$$\lambda_{max}$$ 為輻射能量最多所對應的波長（單位：$$m$$）
$$T$$ 為輻射源的絕對溫度（單位：$$K$$）
可推得此訊號相當於絕對溫度 $$3K$$ 的物體所發出的熱輻射，故稱這些輻射為 $$3K$$ 背景輻射。
由於 40 年代原子核物理的發展，讓科學家知道如何計算大霹靂發生後的冷卻速率，加上從哈柏定律（Hubble’s law）可以得知宇宙的年齡約為 $$137$$ 億年，所以當初宇宙誕生時產生的高溫，現在應該降到 $$3K$$ 左右，而且充斥於宇宙各處，正好與潘琪亞斯和威爾遜觀測到的「雜訊」相符合，$$3K$$ 背景輻射因而成為支持大霹靂理論的最有力證據。（目前最精確微波背景輻射的等效溫度大約是 $$2.725K$$）
參考資料：
- Bradley W. Carroll and Dale A. Ostlie（1996），「AN INTRODUCTION TO MODERN ASTROPHYSICS」，Addison-Wesley Publishing Company
- 維基百科–宇宙微波背景輻射 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/宇宙微波背景輻射
- 吳俊輝，2004年03月13日，宇宙的命運交響曲，科學不簡單講座，
http://sa.ylib.com/noteasy/notea … e=1&CourseNo=16
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