為什么老式電視的雪花可以證明宇宙大爆炸？

在二十宿世紀，跟著不雅測手藝的前進，宇宙學范疇有了重猛進展。按照空間膨脹、宇宙微波布景輻射、宇宙元素品貌、宇宙大標準布局和星系演化等一系列自力證據，表白宇宙在138億年前發源于一個熾熱致密的時空奇點。

在宇宙大爆炸理論的證據中，宇宙微波布景輻射是最為主要的一個，初次發現這一現象的兩位天文學家很快也獲得了諾貝爾物理學獎。固然直到20宿世紀60年月，天文學家才經由過程射電千里鏡探測到宇宙微波布景輻射，但其實通俗人可以在最不成能的處所探測到這些宇宙最古老的光子：一臺通俗的電視機上。

膨脹的宇宙

為領會背后的道理，需要先來熟悉一下宇宙微波布景輻射。當我們不雅測宇宙時，可以或許看到很是多的星系。我們四周的星系看起來與銀河系比力近似，它們都是由相似的恒星構成。但我們不雅測遙遠的星系時，環境將會變得分歧。

哈勃太空千里鏡曾經瞄準一小塊天區進行長時候的不雅測，成果看到了極為遙遠的星系。因為光速是有限的，我們看得越遠，回溯的時候越久。最遠可以不雅測到的星系距離可達134億光年，它存在于宇宙才4億年的時辰。

遙遠星系的一個較著特征是發育不全，外形各別的早期星系遠不像此刻這樣擁有當作熟的布局。這意味著星系一向在演化，星系是從原始氣體云中形當作的，這一事實撐持了宇宙大爆炸理論。

遙遠星系的另一個較著特征是光譜高度紅移。按照多普勒效應，當光源遠離我們時，朝標的目的我們活動的光的波長會被拉長，呈現光譜紅移的現象。退行速度越快，紅移值越高，這意味著遙遠星系都在快速遠離我們。

不僅如斯，距離越遠的星系，紅移值越高，對應的退行速度與距離當作正比。這種現象表白，星系不是純真的在空間中快速遠離我們，而是因為空間自身布局在平均膨脹，導致星系互相退行。跟著時候的推移，宇宙不竭膨脹，在空間中傳布的光線的波長會被逐漸拉長。光傳布的時候越長，因為宇宙膨脹導致的紅移就越大，從而呈現了我們所不雅測到的哈勃定律。

宇宙的第一縷光

在星系降生之前，宇宙會是如何的呢？按照宇宙大爆炸理論，宇宙在最初幾分鐘合當作了大量的氫和氦元素。在早期宇宙中，中性原子無法存在，它們城市因為高溫而被電離當作原子核和電子，同時會釋放出電磁輻射，也就是光子。

因為早期宇宙的密度和溫度極高，那些光子會與帶電粒子不竭發生碰撞，它們無法自由在宇宙中傳布。直到宇宙大爆炸之后38萬年，宇宙冷卻到2700攝氏度，光子得以在宇宙中自由傳布，它們當作了宇宙的第一縷光。

那時宇宙的每個點都是光子的輻射源，所以這些光子會平均地散播到宇宙中。它們即便在138億年之后的今天仍然還在只是無法經由過程肉眼看到。

不是所有的光都能被我們的眼睛感知到，只有一小段波長的光能被看到，這就是可見光。用于通信的無線電波、用于探測傷情的X射線都是光，只是它們的波長要么太長了，要么太短了，人眼無法看到。但借助其他不雅測東西，我們可以探測到這些電磁波。

宇宙中最早的光原先是波長很是短的高能電磁輻射，但它們在膨脹的空間中不竭傳布，導致波長持續被拉長。顛末138億年之后，這些光已經紅移當作微波，它們可以被射電千里鏡探測到。不雅測成果表白，宇宙微波布景輻射十分平均，溫度漲落很是小，它們此刻的溫度只比絕對零度高了大約2.725度，這與宇宙大爆炸的預言完全一致。

經由過程老式電視來證實宇宙大爆炸

早期電視機配備了電磁波領受裝配，經由過程天線可以領受到電視旌旗燈號，再將其還原為音視頻旌旗燈號，這樣就能看到電視節目。在電視的某些頻道，并沒有電視節目，取而代之的是滿屏嘶嘶響的“雪花”。這些雪花的來歷不僅有人造旌旗燈號的干擾，并且還有來自宇宙的干擾，太陽、脈沖星、宇宙輻射，甚至黑洞城市發出電磁輻射。