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宇宙微波背景辐射
概览
宇宙微波背景辐射 (CMB) 是大爆炸理论预言并被观测证实的宇宙早期热辐射"余烬"，温度约 2.725 K，其近乎完美的黑体谱与微小的各向异性是现代宇宙学的基石。
核心内容
CMB 的发现具有戏剧性。1964 年，彭齐亚斯与威尔逊在使用射电望远镜时发现一种无法消除的、各向同性的微波噪声，经迪克、皮伯斯等人的理论诠释，确认这是大爆炸遗留下来的宇宙背景辐射。这一发现为大爆炸宇宙学提供了决定性证据，二人因此获 1978 年诺贝尔物理学奖。
CMB 的能谱与温度是宇宙学最重要的观测量之一。COBE 卫星 (1989) 精确测量证实 CMB 能谱与 $T=2.725\thinspace\mathrm{K}$的黑体辐射谱在$10^{-5}$量级上完美吻合，是自然界已知最理想的黑体。这一结果说明宇宙早期曾处于高温高密的辐射与物质耦合的热平衡态，光子在复合期（红移$z\approx 1100$）脱耦后自由传播至今。
CMB 的各向异性携带宇宙早期结构的"种子"信息。温度涨落量级仅 $\Delta T/T\sim 10^{-5}$，却记录了原初密度涨落、声学振荡、重子-光子耦合及引力势阱的演化。WMAP 与 Planck 卫星对这些涨落的多极功率谱进行了精确测量，由此确定了宇宙的几何（近平坦）、年龄（约 138 亿年）、物质组成（暗能量约 68%、暗物质约 27%、重子物质约 5%）等关键参数。
CMB 偏振（E 模与 B 模）是当前宇宙学前沿。原初引力波可能在 CMB B 模偏振上留下可观测印记，BICEP/Keck 等实验正致力于这一"宇宙诞生信号"的探测，有望为宇宙暴胀理论提供直接检验。
与其他知识关联
参考笔记
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