审核|董晨晖
编辑|贺柏翔
因此,在小于0.3厘米的波段,人造卫星可以在大气层外大显身手。其中比较著名的两颗(也是主力军)正是COBE卫星(宇宙背景探测者)和Planck卫星(普朗克卫星)。小星在此重点介绍COBE卫星。
1974年,NASA公告了一个让天文学家参与的中小型探险家计划。从外界获得了共计121个提案,其中有三个是用于研究宇宙微波背景辐射的。虽然这些案子未能被红外线天文卫星(IRAS)接受,但三个提案已经很清楚地传达给NASA一个讯息。1976年,NASA集合1974年这三个提案团队,重新提出一枚联合概念的卫星计划。1975年时,这个新团队提出可以发射绕极卫星,用于探测宇宙微波背景辐射,并称之为宇宙背景探测者。
(二)好事多磨的发射
一个伟大的工程总是有一个曲折的开始,COBE卫星也不例外。起初计划于1988年由航天飞机发射,但是由于挑战者号的灾难导致航天飞机停飞,而使其被延搁。万幸的是NASA允许COBE的工程师寻求其他的运载器及发射场来发射COBE。最后,卫星于1989年11月18日由德尔塔火箭发射进入太阳同步轨道。
1、远红外线游离光谱仪(FIRAS):用于测量宇宙微波背景辐射谱;
2、漫射红外线背景实验(DIRBE):用于测量尘埃的辐射;
3、微差微波辐射计(DMR):用于绘制宇宙微波背景辐射的各向异性。
COBE位于高度900公里、倾角99°的圆形太阳同步轨道上,在充斥着辐射和带电粒子的范艾伦辐射带上方,使得COBE得以终年处在地球上的昼夜交界处的黑暗之中。这样的轨道结合自转轴,使地球和太阳始终保持在屏蔽平面以下,从而经历半年的时间就可以充分的扫视整个天空。
1、采集的数据形成了著名的宇宙背景探辐射图;
2、验证了大爆炸理论的模型,是人类在宇宙学道路中的里程碑;
3、证实了宇宙微波背景辐射的黑体分布,否定了加州大学伯克利分校与名古屋大学科学家小组的研究(此小组的研究认为宇宙微波背景辐射不是黑体辐射,对大爆炸理论提出质疑,他们的研究支持霍伊尔的稳恒态理论)。COBE的主要成员美国天文学家乔治·斯穆特和约翰·马瑟因“发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得2006年诺贝尔物理学奖。
2009年5月14日格林尼治时间14日13时12分,法属圭亚那库鲁航天中心,阿丽亚娜5-ECA型火箭将普朗克卫星与赫歇尔空间天文台一同发射升空。
1、以前所未有的精确度很好地验证了宇宙标准模型;
2、宇宙中普通物质和暗物质的比例高于此前假设,而暗能量这股被认为是导致宇宙加速膨胀的神秘力量则比预言中少,占不到70%;
3、测得哈勃常数H0=67.66±0.42公里/(秒·百万秒差距),这个数据意味着宇宙的年龄约为138.2亿年;
4、最近一项对普朗克卫星数据分析的研究表明,宇宙可能是一个封闭的三维球面,这推翻了近年来的主流观点,即宇宙是无边无际的平坦三维空间。
1宇宙背景探测器,科普中国,https://cloud.kepuchina.cn/search/imgText?id=444724
2、“普朗克”宇宙辐射探测器,百度百科,https://baike.baidu.com/item/%E2%80%9C%E6%99%AE%E6%9C%97%E5%85%8B%E2%80%9D%E5%AE%87%E5%AE%99%E8%BE%90%E5%B0%84%E6%8E%A2%E6%B5%8B%E5%99%A8/5323646?fr=aladdin
3、普朗克宇宙辐射探测器,百度百科,https://baike.baidu.com/item/%E6%99%AE%E6%9C%97%E5%85%8B/2908543
4、NASA,https://www.nasa.gov
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