宇宙微波背景辐射极化的近似解析公式

在宇宙早期的退耦过程中,光子与电子发生Thompson散射.光子气体空间分 布的各向异性通过Thompson散射而产生宇宙微波背景辐射的极化,并为最近WMAP观 测到.从光子气体的Boltzmann方程出发,采用一般的光深函数,分别积分给出原初密度 扰动和残余引力波产生的微波背景辐射极化的近似解析解,结果适用于一般的复合过程. 密度扰动FS所产生极化的近似解析解为βS≈-CFS(τd)△τd,其τd和△τd分别为退 耦时刻和退耦宽度,系数C≈(0.08-0.12),明显依赖于复合模型.残余引力波扰动FT 产生极化的积分稍微复杂,在长波近似下我们对原初扰动按波数进行幂级数展开,保留到 两项FT≈FT(1)＋FT(2),分别积分,给出近似解析解βT≈-[CFT(1)(τd)+DFT(2)(τd)]△τd. 第一项的极化与密度扰动类似,结论也相同;但第二项的系数D≈(0.22-0.32),远大于 系数C.我们的近似解析解有助于理解背景辐射的温度-极化交叉关联和检测残余引力 波对背景辐射各向异性的贡献.

红蓝化石——宇宙微波背景辐射

化石、遗迹对于不少学科来说是至关重要的研究对象和知识来源。生物学是一例。三叶虫、始祖鸟、恐龙化石、北京人头盖骨等，都昭示着生命进化的奇妙过程，也印证着达尔文进化论这一伟大学说。历史学是一例。甲骨文的发现，以确凿的证据打破了西方学界对中国商朝存在与否的傲慢怀疑，印证了太史公《史记》的信史地位。而1980年发现的大兴安岭嘎仙洞石刻祭文，竟然与《魏书》的相关记载几乎丝毫不差，魔术般真实地再现了一段上千年前的历史。

宇宙微波背景中的“邪轴”问题

据英国New Scientist，2005，188：19与2007，194：10报道，2005年初，英国皇家学院的马盖若（J．Magueijo）和兰德（K．Land）二人在仔细审视威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）所获得的天图时发现，前此未预料到的图中热斑和冷斑有排列成行的倾向，计有两对冷、热斑相间排列的四极各向异性和三对冷、热斑相间排列的八极各向异性。

发掘“创世遗迹”——欧洲航天局即将发射宇宙微波背景辐射探测卫星“普朗克”

为何需要“普朗克”卫星 世界上第一颗专门探测宇宙微波背景辐射的人造卫星“宇宙背景探索者”（简称COBE卫星）为“大爆炸”理论提供了有利的支持.COBE卫星拍到的全天域宇宙微波背景辐射图是一张宇宙只有38万岁时的“婴儿照片”,它忠实再现了宇宙“幼年时代”空间最为古老的辐射现象,包括每一个斑点和涟漪,跨越137亿年的历史,把我们与宇宙的早期直接联系了起来.

改变人类认识的一座里程碑——纪念宇宙微波背景辐射发现五十年

大爆炸宇宙论是二十世纪最重要的科学发现之一。它彻底改变了人类对宇宙的认识，其影响远远超出了科学本身。1929年，被尊为星系天文学之父的哈勃（Edwin Hubble）发现距地球越远的星系离地球而去的速度就越快，而且这个速度和地球与星系之间的距离成正比。

“普朗克”探测器绘出最精确宇宙微波背景图

欧洲航天局3月21日在其巴黎总部公布了根据“普朗克”太空探测器传回数据绘制的宇宙微波背景辐射图．这幅迄今最精确的反映宇宙诞生初期情形的全景图几近完美地验证了宇宙标准模型。

科学家证实宇宙微波背景辐射的偏振性

美国芝加哥大学的天体物理学家近日宣布,他们测量到了宇宙微波背景辐射所存在的微小偏振,有关结果不仅首次为微波背景辐射的偏振性提供了证据,也再次确认了现有宇宙理论模型的合理性。目前为科学界所普遍接受的宇宙起源理论认为,宇宙诞生于距今约140亿年前的一次'大爆炸'。在诞生早期,宇宙温度极高,随后开始冷却,形成被称为微波背景辐射的'余烬'。微波背景辐射的存在,早已在天文观测中得到证实。

哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射可能存在的相互联系

通过构建几个和哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射密切相关的无量纲数值,并进一步通过引入一些数物理学基本常数,再经由相关的数值计算得到几个经验公式,试图以此来说明哈勃常数与宇宙学常数、宇宙物质密度及宇宙微波背景辐射彼此之间可能存在一定的相互联系。

有关宇宙微波背景辐射的最新报告

2006年3月15日在普林斯顿大学的一个记者招待会上，WMAP^＊（威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星）小组发布了他们关于宇宙大爆炸后辐射残留的最新报告．报告提供了首张偏振宇宙微波辐射图谱，其内容有助于了解字宙诞生10埘秒之后的情况，也使标准宇宙模型通过了目前最严格的数据检验．他们还宣称我们生活在一个扁平状的宇宙中，这个宇宙仅含有4％的常规物质，但有22％的暗物质和74％的暗能量，这些结果与宇宙标准模型相吻合．WMAP成员Lyman Page说：

第二讲 宇宙微波背景辐射

简单介绍了近年来关于宇宙微波背景辐射在观测上取得的重大进展,以及有关它的解释、理论和意义.宇宙微波背景是我们了解宇宙奥秘的一个至关重要的窗口.在未来几年,它还将扮演更加重要的角色.

3K：宇宙微波背景辐射

宇宙微波背景辐射（CMBR）是宇宙大爆炸留下的遗迹。宇宙中的光子在红移约为1100左有时和其它的重子物质发生了退耦，逐渐失去了和重子物质相互反应的热平衡过程，于是随着宇宙的演化而冷却下来，到今天的温度大约为3K。在微波背景的研究中，

南极望远镜首次探测到宇宙微波背景辐射中的B-模式光偏振

一个观测团队使用南极望远镜（SPT），已经对宇宙微波背景辐射（CMB）中的B一模式光偏振做出了首次探测（见图1）。在CMB中，这种具有微妙卷曲特性的偏振光组分早已被预言存在。作为宇宙大爆炸模型的关键预言之一，它的被证实将为暴胀理论的最终测试铺平道路。Chuck Bennett是美国马里兰州霍普金斯大学CMB观测站的首席科学家，尽管没有参与此次观测，

利用WMAP和Boomerang宇宙微波背景辐射数据寻找CPT破缺迹象

现代宇宙学研究认为，宇宙中存在着一种神秘的暗能量。如果这种暗能量随宇宙的膨胀而演化，并与电磁场发生Chern-Simons（陈省身-西蒙斯）相互作用，就有可能破坏电荷-宇称-时间反演（CPT）对称性成立的条件，这会使光子的偏振方向在传播中发生改变。中科院国家天文台冯波等与中科院高能所及德国理论物理研究所合作，设计出了一种用宇宙微波背景辐射偏振检验CPT对称性的新方法。并利用这种方法分析了美国WMAP卫星和Boomerang南极气球实验发表的最新数据，发现了存在CPT对称性破缺的迹象。如果这一发现得到进一步证实，将大大加深人类对自然界对称性的认识，并有助于人们了解宇宙暗能量的本质和正反物质不对称性的起源。

宇宙微波背景辐射——大爆炸遗留的痕迹

早在1927年，比利时科学家勒梅特（Lemaitre）根据热力学理论提出关于宇亩产生的大爆炸学说。物理学研究发现自然界的任何物理系统都是从有序向无序演化。勒梅特认为整个宇宙最佳的有序状态应该是其所有物质包含在一个有序的“原子”里。这个“原始原子”的突然爆炸便产生了整个宇宙，所以宇宙起始于“原始原子”。

捕捉宇宙微波背景

当阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特.威尔逊(Robert Wilson)还在美国新泽西州霍姆德尔市、隶属于贝尔实验室的克劳福德山实验室进行科研工作时,他们曾使用过一个原本被设计为接收通信卫星信号的望远镜来观察宇宙。即便已经拥有当时最先进、经过完美校准的接收器,他们依然无法处理掉一个十分难缠的信号。到1965年,他们开始猜测,这个出乎意料的信号似乎预示着整个天空都在以3.5开尔文(最终修订为2.725开尔文)的温度暗暗发光。这是一种来自宇宙深处的微波背景辐射,它是与宇宙演化的方式和过程有着干丝万缕联系的重要见证者。

探寻宇宙的婴儿期—纪念广义相对论发表100周年和宇宙微波背景辐射发现50周年

爱因斯坦的《广义相对论》论文发表于1915年12月2日，今年将迎来论文发表100周年。英国物理学家狄拉克盛赞广义相对论，说它“也许是人类做出的最伟大的科学发现”。广义相对论为现代宇宙学的发展奠定了基础，革新了人类对时空关系的认识，掀开了科学史上新的一页。今年也是宇宙微波背景辐射发现50周年。1965年宇宙微波背景辐射的发现在天文学史上具有重要意义，这一发现被誉为20世纪60年代射电天文学的四大发现之一，成为射电天文学发展史上的光辉一页。意义更加深远的是这一发现极大地推动了现代宇宙学的发展，使大爆炸宇宙模型跃升为标准宇宙模型，成为现代宇宙学的的主流学说。

看清“上帝”的脸——“宇宙微波背景辐射”第二次获诺贝尔奖

1978年．彭齐亚斯和威尔逊因发现了宇宙微波背景辐射而获得了诺贝尔物理学奖，今年，马瑟和斯穆特又因深入研究宇宙微波背景辐射再次荣获这项殊荣。科学界的“诺贝尔”就如同电影界的“奥斯卡”，是最受人们重视．也是影响最大的一个奖项，为什么“宇宙微波背景辐射”同一个项目能够两次折桂？它的魅力在哪里呢？

宇宙背景微光中寻获引力波印迹

北京时间3月18日凌晨，美国哈佛-史密松天体物理中心召开新闻发布会，宣布了一项重大发现：他们在宇宙微波背景辐射中找到了由引力波留下的B模式极化信号。这一发现堪称宇宙学研究的“圣杯”，被誉为是“观测宇宙学又一个划时代的发现”。那么，这一发现到底是怎么回事，又有着什么样的意义呢？来看看天文学家Phil Plait在他名为“BadAstronomy”的博客上写下的这篇评论文章吧。

2.725K的宇宙空间背景辐射与宇宙暗物质:轴子

本文以量子物理学及热力学原理为基础,将发现宇宙空间2.725K温度的微波背景辐射同探索宇宙暗物质轴子的理论和实验有机地衔接起来,并依此推导出轴子的质量;同时结合大量的国际前沿理论和实验的结果,证明宇宙空间中存在的最基本物质单元——空间基本单元就是物理学家寻找的暗物质轴子,并最终证明宇宙中物质的统一性以及力的统一性。