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微波背景辐射来自太阳风层顶而非所谓的宇宙大爆炸余辉

2020-02-04 13:45:46 目录:明华视角理论物理 领域:物理学 理论物理 拨乱反正 正本清源

摘要:当代理论物理宣称,宇宙背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射,也称为微波背景辐射;宇宙背景辐射很好地解释了宇宙早期发展所遗留下来的辐射,它的发现被认为是一个检测大爆炸宇宙模型的里程碑。然而事实并非如此。本文认为,微波背景辐射实际上是来自太阳风层顶而非所谓的宇宙大爆炸余辉。。

关键词: 理论物理;微波背景辐射;太阳风层顶;宇宙大爆炸余辉

一、微波背景辐射的由来

  二十世纪六十年代初,几个研究组,包括美国、英国和苏联的科学家们,已经开始考虑如何探测大爆炸的残留辐射。在普林斯顿大学,一位年轻的科学家皮布尔斯(P.J.E. Peebles)不知情地重复阿尔菲和赫尔曼做过的计算,认识到宇宙应该充满温度为开氏几度的背景辐射之海。他在这项工作中的导师狄克,指定另两位研究者——罗尔(P.C. Roll)和威尔金森(D.T. Wilkinson)——建造一具小射电望远镜来搜寻这一辐射。1965年,就在他们一切准备就绪时,狄克接到阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)30英里外的新泽西州霍姆代尔的贝尔研究实验室打来的电话。彭齐亚斯与他的同事罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)当时正在准备将一台本来是为回声通讯卫星设计的20英尺喇叭天线用于射电天文观测。他们发现了一个顽固的干扰源——均匀来自整个天空的微波射电噪声。他们想问问狄克及其同事们对这种噪声可能是什么有何见解。在狄克看来,那就是他要找寻的背景辐射。理论和观测终于走到一起了。两个两人小组立即联合攻关。普林斯顿小组很快证实了这些观测结果。两个小组的论文同时刊登在《天体物理学报》上。

  在随后20年左右时间里,越来越多的观测,使用各种不同的仪器,在很多波段上,都证明了背景辐射的存在,将温度定格在2.7K,并且证明它是完美的黑体辐射。彭齐亚斯和威尔逊因这一偶然发现于1978年获诺贝尔奖。正是背景辐射的发现和解释,才使大多数天文学家承认确实曾经发生过大爆炸,它也使宇宙学成了一门兴旺的学科。

  当代理论物理宣称。宇宙充满了温度刚刚超过开氏2.7度、能用地面射电望远镜和人造卫星上的仪器探测到的辐射之海。这被解释为宇宙由之诞生的大爆炸火球的直接证据。因而背景辐射的发现,是自埃德温·哈勃发现宇宙膨胀以来宇宙学方面最重要的观测成就。

  但本文认为:事实并非如此。

二、微波背景辐射的真正来源。

  从地球的角度观察,太阳风星际介质(来自银河系的氢和氦粒子)内吹出的气泡被称为太阳圈,在这气泡的边界外面就是使太阳风最终停滞的星际介质。太阳风在星际介质中最终能够达到的边界称为太阳风层顶,并且被认为是太阳系的外层边界。太阳风层顶,也称为日球层顶,是天文学中表示来自太阳的太阳风遭遇到星际介质而停滞的边界。太阳风层顶半径大约120个天文单位(1个天文单位是地球至太阳的平均距离,约1.5亿公里),厚度大约0.5个天文单位。太阳风层顶内部的粒子浓度明显要比一般星际空间内所含有的粒子浓度高很多,并且它是一个活跃的、动态的、相对稳定的区域,粒子之间的相对平均动能很低,也就是通常意义上的温度很低,是产生微波辐射的理想场所,是微波背景辐射的真正来源。也就是说,微波背景辐射来自太阳系的太阳风层顶,是太阳系的太阳风层顶的背景辐射。严格意义上来说,人类所检测到的微波背景辐射,其出处从来没有超出过太阳系的范围。

三、为什么说微波背景辐射不是来自整个宇宙?而是来自太阳系的太阳风层顶呢?

  从地球观察,在全天域范围具备均匀分布的结构只有一个,那就是太阳系的太阳风层顶。从太阳风层顶来观察,地球就显得十分靠近太阳,几乎可以看成是太阳风层顶的中心了。再加上太阳风层顶这一动态结构显得十分均匀一致,同时又具备产生微波辐射的条件。所以太阳风层顶,才是微波背景辐射的真正来源。并且与微波背景辐射的两个特点完全相符,即具有黑体辐射谱和极高度的各向同性。同时它还具有第三个鲜明特点,那就是微波背景辐射的恒久稳定性。而对于这个特点,当代理论物理宇宙大爆炸理论对此的解说就显得十分勉强,甚至是十分荒谬的。从太空所有方向来的辐射具有完全相同的温度,这太平滑和完美了。那么按照大爆炸理论来推演,如果宇宙像背景辐射平滑性暗示的那样,在它诞生30万年后是完全平滑的话,那么星系、恒星和人类这样的事物是从哪里来的呢?这显然自相矛盾,不能自圆其说。

  然而,微波背景辐射的一个显著特征就是具有极高度的各向同性,是大尺度上的各向同性。沿天球各个不同方向,辐射强度的涨落小于0.3%。利用传统的光学望远镜,恒星和星系之间的空间(背景)是一片漆黑。然而,利用灵敏的辐射望远镜可发现微弱的背景辉光,且在各个方向上几乎一模一样,与任何恒星,星系或其他对象都毫无关系。如果微波背景辐射的确是来自整个宇宙的话。那么为什么来自宇宙其他遥远恒星或星系的电磁波会受到红移的影响,微波背景辐射却不受影响呢?且在各个方向上几乎一模一样,与任何恒星,星系或其他对象都毫无关系呢?这岂不很奇怪?这完全说不通!究其原因只有一个,它根本就不是来自整个宇宙,而是来自太阳系内部的太阳风层顶。

  由此可见,微波背景辐射,并非来自宇宙大爆炸的余辉,而是来自太阳系的太阳风层顶。

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