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宇宙背景辐射来自哪里?去向何方?为什么各向无差异?它是唯一无法屏蔽的电磁波!

已有 377 次阅读 2022-9-30 10:03 |个人分类:暗物质|系统分类:科研笔记

宇宙背景辐射来自哪里?去向何方?为什么各向无差异?它是唯一无法屏蔽的电磁波!

你找不到宇宙背景辐射的发射源!这十分奇怪,为什么?

因为空间遍布暗物质。

暗物质=隐态粒子=场态粒子=对称粒子=正反粒子偶极子=电偶极子

暗物质不仅因本身的热运动而具有大量热能,而且由于是各种场的载体,蓄积了大量的场势能。

可以证明背景辐射是暗物质自身热运动的辐射电磁波。最好的证明是:背景辐射是唯一无法屏蔽的电磁波!

 

没有显态粒子(可见物质)或场态粒子(暗物质),就不会有场。只有场态粒子时,场态粒子通过相互作用而不断交换能量,这种相互作用而交换的能量为虚拟粒子。若不存在显态粒子,场态粒子处于均匀分布状态,场态粒子会保持良好的对称性,场态粒子的各种相互作用也是相对对称的,因此不会表现为场的特性。但场态粒子与周围的场态粒子不断相互作用交换能量,这种相互交换的能量只能通过微波背景辐射的形式表现出来。

虚拟粒子是场的表现形式,不是真实存在的粒子,仅仅是粒子间某种状态的相互作用,这种作用即包括显态粒子间的相互作用,也包括场态粒子间的相互作用,更包括显态粒子和场态粒子间的相互作用。总之,虚拟粒子是各种粒子间的相互作用,但这种相互作用在量子层级上主要通过交换能量来表现,而宏观上主要表现为场,即表现为显态粒子与显态粒子的“超距”相互作用。所有的场都是通过场态粒子以不同的作用形式传递的,因此,显态粒子的相互作用是不能超距的,只能通过场态粒子以不同场的形式传递。

当显态粒子出现在场态粒子中,由于显态粒子的不均匀分布、电荷的不均匀分布以及运动状态的不均匀,场态粒子存在的对称性破缺,进而产生不同势能,并形成各种场,即各种场是场态粒子的不同势能。

当场态粒子中出现显态粒子时,显态粒子一旦出现电荷对称性破缺,就会引起场态粒子规律性地电荷对称性破缺,场态粒子出现规律极化,进而产生电势能,并形成电场。场态粒子由于显态粒子的电荷运动状态出现对称性破缺,场态粒子内部电荷轨道偏转,进而产生磁势能,并形成磁场。场态粒子或显态粒子的势能变化一定伴随着粒子的相互作用,即虚拟粒子参与粒子间的相互作用,进一步地,如果没有虚拟粒子(相互作用或能量交换),粒子的运动状态或能量状态不会改变,场的状态也不会发生改变。由于电荷对称性破缺而进行的能量交换以电磁波的形式传递,光子就成为了相互作用而传递能量的虚拟粒子。

显态粒子质量对称性破缺,就会引起场态粒子规律性质量对称性破缺,进而产生场态粒子整体密度对称性破缺,场态粒子密度变化产生引力势能,并形成引力场。引力场也是通过场态粒子通过相互作用交换能量的电磁波传递,但由于场态粒子的密度分部不均匀,密度梯度引起受力不均匀,即引力场是密度分部不均匀形成的差值,而这个差值与密度梯度相关,因此引力远远小于电场力和磁场力。一般情况下,场态粒子密度梯度较小,场态粒子通过密度规律性变化传递引力波。由于场态粒子密度变化很少突变,且密度变化传递的电磁波差值是体波,能量衰减更快,因此,引力波很难探测到。

显态粒子一旦出现运动状态对称性破缺,就会引起场态粒子规律性运动状态对称性破缺,形成惯性势能。场态粒子粒子惯性势能的规律性变化传递惯性波。

场态粒子和显态粒子的作用都是通过虚拟粒子传递的,虚拟粒子本质上是各种粒子间相互作用交换能量,总体上是以电磁波的形式传递力和能量,即粒子间的相互作用可以采用波的形式进行描述。

背景辐射

1934年,托尔曼(Tolman)发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变;而光子的频率随时间演化(即宇宙学红移)也会有所不同。但是当两者一起考虑时,也就是讨论光谱时(是频率与温度的函数)两者的变化会抵消掉,也就是黑体辐射的形式会保留下来。

1948年,美国科学家阿尔弗(Ralph Alpher)和赫尔曼(Robert Herman)预言,宇宙大爆炸产生的残系辐射,由于宇宙的膨胀和冷却,它所具有的温度约为绝对零度以上5K

1964年,美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊架设了一台喇叭形状的天线,用以接受回声卫星的信号。为了检测这台天线的噪音性能,他们将天线对准天空方向进行测量。在波长为7.35cm的地方一直有一个各向同性的讯号存在,这个信号既没有周日的变化,也没有季节的变化,因而可以判定与地球的公转和自转无关。起初他们怀疑这个信号来源于天线系统本身。1965年初,他们对天线进行了彻底检查,发现天线上有一些鸟屎。清理了天线上的鸟屎后,然而噪声仍然存在,于是他们在《天体物理学报》上以《在4080兆赫上额外天线温度的测量》为题发表论文正式宣布了这个发现。不久狄克、皮伯斯、劳尔和威尔金森在同一杂志上以《宇宙黑体辐射》为标题发表了一篇论文,对这个发现给出了解释,即:这个额外的辐射就是宇宙微波背景辐射。他们认为这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K,并在1965年又订正为3K

微波背景辐射的另一特征是具有极高的各向同性。这具有两方面的含义:小尺度上的各向同性:在小到几十弧分的范围内,辐射强度的起伏小于0.2%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%

正反粒子偶极子是电磁场物质,不仅是电磁辐射介质,而且本身也进行着一定的热运动。而这种热运动会产生所谓的宇宙微波背景辐射。只要有正反粒子偶极子的地方就会有这种宇宙微波背景辐射;而这种热运动的程度与正反粒子偶极子的密度和温度相关,密度不同则波长不同。另外,如果是来自宇宙的辐射,那么这种辐射是可以进行电磁屏蔽的,而正反粒子偶极子充满整个宇宙,渗透进任何物质,在任何位置都会进行热运动,因此只有这个频率是无法屏蔽的。

预测与验证:

将测试的整个空间进行电磁屏蔽,进行测试,检验是否仍能接收到相同的宇宙微波背景辐射。

随着离地高度的变化,正反粒子偶极子密度会逐渐降低,那么所谓的宇宙微波背景辐射波长将会产生变化。



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