微波背景輻射的各向異性偏振及宇宙電離的歷史

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1、宇宙學(xué)專題編者按!!"#$%年，&$世紀(jì)最偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦建立了平直時(shí)空理論即狹義相對(duì)論，改變了人類延續(xù)了數(shù)百年的牛頓絕對(duì)時(shí)空觀，從此步入了現(xiàn)代物理學(xué)蓬勃發(fā)展的新紀(jì)元’"#"(年，愛(ài)因斯坦提出了滿足狹義相對(duì)論要求的引力理論即廣義相對(duì)論，這是人類第一次把時(shí)間、空間和物質(zhì)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)的彎曲時(shí)空理論’自&$世紀(jì)二三十年代以來(lái)，隨著量子力學(xué)的誕生與發(fā)展，狹義相對(duì)論的基本粒子理論得以建立并不斷完善’可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有狹義相對(duì)論和量子力學(xué)就沒(méi)有現(xiàn)代物理學(xué)的輝煌成就’廣義相對(duì)論的重要應(yīng)用在于相對(duì)論性天體物理學(xué)和宇宙學(xué)’時(shí)至今日，宇宙學(xué)已經(jīng)成為極

2、為活躍并迅速發(fā)展的交叉學(xué)科’作為本刊有關(guān)世界物理年暨相對(duì)論誕生"$$周年紀(jì)念活動(dòng)的一部分（開(kāi)辟宇宙學(xué)專題欄目），我們將從本期開(kāi)始，陸續(xù)刊登由專家撰寫(xiě)的系列評(píng)述文章，從近期的天文觀測(cè)和理論模型兩個(gè)方面入手，介紹宇宙學(xué)的昨天、今天和明天，以饗讀者’第一講!微波背景輻射的各向異性、偏振!及宇宙電離的歷史)范!祖!輝（北京大學(xué)物理學(xué)院天文系!北京!"$$*+"）摘!要!!文章對(duì)微波背景輻射的各向異性、偏振及宇宙電離的歷史給出了評(píng)述性介紹’從大爆炸理論的預(yù)言，到觀測(cè)的發(fā)現(xiàn)，到其各向異性及偏振的探測(cè)，微波背景輻射（,-.）向人們揭示了豐富的宇宙學(xué)信息’

3、文章在對(duì)基本理論作了簡(jiǎn)單介紹后，著重講述了最新的,-.的觀測(cè)結(jié)果及其物理意義’特別對(duì)微波背景各向異性探測(cè)器（/012034563-07869:;<=3056>86?@A86B<，/-=A）的偏振觀測(cè)及其對(duì)宇宙重新電離的限制給出了較詳細(xì)的敘述’關(guān)鍵詞!!宇宙學(xué)，微波背景輻射，宇宙再電離，大尺度結(jié)構(gòu)!"#$%&’%()*"+(%,*’#-*&#%"%.&/01#2’%3*405*267’%8"+’*+#*&#%"，*"+&/0’0#%"#-*&#%"%.&/08"#40’$0C=DEF4GF0)（!"#$%&’"(&)*+,&%)()’-，./

4、0))1)*20-,3/,，2"43(56(37"%,3&-，8"393(5:"$$*+"，;03($）!5$&’*2&99/II<765K07K07869:;063（,-.），:3H>I5:3056>86?@:3H?61:80M:>063’,-.6B5<8;:>0635I:;03J68K:>063:B6F>>I<<;61F>0636J>II

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6、;<85<，1:8L<457:1<5>8F7>F8<6J>I

7、物理宇宙學(xué)專題脹，溫度逐漸降低’世間萬(wàn)物便是宇宙冷卻過(guò)程中演態(tài)’那時(shí)，我們所能看到的宇宙幾乎為一個(gè)點(diǎn)’這里化的產(chǎn)物’大爆炸理論預(yù)言了背景輻射場(chǎng)的存在，應(yīng)注意，這并不意味著宇宙本身的大小為一個(gè)點(diǎn)，宇［#—)］并給出這一輻射今天的溫度為幾(’這即是宇宙整體可以是無(wú)限的’隨著宇宙的膨脹，其溫度逐漸宙微波背景輻射’此預(yù)言在$%世紀(jì))%年代得到觀降低，而我們所能夠看到的范圍也越來(lái)越大’宇宙中［*］測(cè)的證實(shí)’于是宇宙膨脹、微波背景輻射及原初充滿著大爆炸遺留下來(lái)的輻射光子，其分布應(yīng)滿足元素豐度構(gòu)成了大爆炸理論的三大觀測(cè)支柱，使其熱平衡分布，即黑體輻射分布

8、’對(duì)應(yīng)的溫度在宇宙膨成為標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型’脹過(guò)程中降低，到今天為幾(的量級(jí)’我們知道這近二十年來(lái)，隨著觀測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類對(duì)一溫度范圍的黑體輻射集中在厘米、毫米波段，這就于宇宙