图像源自:美国宇航局和威尔金森微波各向异性探测器 科学团队。
你看,无论我们在太空中看到什么, 我们都会看到:从大爆炸遗留下来的2.725K辐射背景。 在不同的地区有微小的缺陷——大约只有一百微克尔文——但我们所看到的每一个地方(除了我们看不到的星系被污染的平面),我们都观察到同样的温度:2.725开尔文。
这是因为138亿年前,宇宙大爆炸同时在太空中到处发生,从那时起,宇宙就一直在膨胀和冷却。
图像源自:美国航天局、欧空局和A.费尔德(STSC I)
这意味着,在我们观察空间的所有方向上,我们都应该看到第一次形成中性原子的相同的“剩余辐射”。 在那之前,大约38万年后的大爆炸,它太热以至于无法形成它们,因为光子碰撞会立即让它们爆炸,电离它们的组成成分。 但随着宇宙的扩展和光的红移(和能量的失去),它才最终冷却以足够可以形成这些原子。
图像源自:阿曼达·约豪。在发射地核之前电离等离子体(L),然后过渡到对光子透明的中性宇宙(R)。
当这种情况发生时,这些光子就会不受阻碍地沿着一条直线行进,直到它们最终遇到一些东西。 今天还剩下那么多——每立方厘米就有400多个——我们可以很容易地测量它:即使你的电视机上有触角的旧“兔子耳朵”也能拿起宇宙微波背景。 在通道3上大约1%的“雪”是从大爆炸中剩余的辉光。 除了那些微高尔文的缺陷,在各个方向上它应该是一致的。
但问题是,无论我们从哪里看,我们实际上都没有看到一个完全均匀的2.725开尔文背景。 从天空的一个区域到另一个区域有一些细微的差异,它们实际上是非常光滑的。 一个“侧面”看起来更热,一个“侧面”看起来更冷。
图像源自:发射前普朗克天空模型:亚毫米至厘米波长的天空发射模型-德拉布鲁耶,J.等人,天文学,天体物理学家。
它实际上也是公平的:“最热”的一面大约是2.728开尔文,而“最冷”的一面大约是2.722开尔文。 这是一个比所有其他波动大几乎100倍的波动,所以最初它可能让你困惑。 为什么这种规模的波动比所有其他规模都要大。
当然,答案是,这不是地核的波动。
知道还有什么能导致光——而微波背景只是光——在一个方向上更热(或更有能量),而在另一个方向上更冷(或更少能量)吗?运动 。