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宇宙マイクロ波背景放射についてのJAXAの説明で

ud6********さん

2013/12/716:39:45

宇宙マイクロ波背景放射についてのJAXAの説明で

JAXAのページでは
1965年、アメリカのベル電話研究所の電波科学者ペンジャスとウィルソンは、宇宙のあらゆる方向からやってくるマイクロ波の電波雑音をとらえました。これが宇宙背景放射で、波長1ミリメートルあたりがもっとも強く、そのスペクトルは絶対温度3℃(3K)、つまり-270℃の黒体放射でした。その後、この放射は非常に高い精度で一様、かつ等方的で、とびぬけて大きいエネルギーを持つことがわかりました。このことは、とても密度が高く熱いものだった昔の宇宙がその膨張につれて温度が下がり、3Kまで冷えたと解釈できることから、ビッグバン宇宙論を支持する論拠となっています。

とあるのですが、これだと宇宙は膨張によって温度が下がりその温度が3Kの電磁波を発しているかのように思えていしまいます。

最後の文は、
高温(3000度)だった宇宙が発した光が、宇宙の膨張により引き伸ばされマイクロ波になったと解釈できることから、ビッグバン宇宙論を支持する論拠となっている。のほうが正しいと思うのですが、私が勘違いしているのでしょうか、分り易く教えて下さい!

補足宇宙が絶対温度3度というのは実際に絶対温度3度な訳ではなく、絶対温度3度相当のマイクロ波で満ちているからということでしょうか?それとも、絶対温度3度相当のマイクロ波があると宇宙空間の温度は絶対温度3度になるのでしょうか?
たびたびすみません。

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kit********さん

編集あり2013/12/719:47:30

現実に現在の宇宙には3kの背景輻射が満ち溢れています。ビッグバン直後にはそれが3000kだった事もあるので「昔は熱かったが今は冷えている。原因は膨張だ」でも合っています。「膨張で温度が下がる」の機構(ドップラー偏移など)を細かに説明するかしないかの違いではないでしょうか?
捕捉に:「温度」と言う概念は元々は物質の構成要素の運動量に比例するエネルギーの1形態です。空気でいうと熱ければ空気分子が活発に動く、寒ければゆっくり動くという状態です。「エネルギー」と言う事で電磁波でも同様の概念を表せるという事で波長による「色温度」と言う考え方もできました。熱い色は短波長、冷たい色は長波長という事です。ですので「宇宙空間」には温度と言う概念は当てはまりません(空間ですので物も電磁波も無い状態を言います)。そこに物を置けばその温度になります。背景輻射しかない状態ですと物質の温度は3kまで下がることが考えられます。

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編集あり2013/12/720:07:04

「膨張によって温度が下がる」でいいのです。

黒体放射の温度は波長に反比例し、振動数に比例します。

宇宙空間が膨張する事によって光の波長が引き延ばされたと言うことです。宇宙の晴れ上がりから現在まで、おおよそ1100~1300倍に波長が引き延ばされました。それだけ宇宙が膨張したという事です。逆に温度は1100~1300分の1に成りました

【補足】

同じことです。

結局温度とは、構成粒子の運動エネルギーと等価です。粒子が激しく運動しているほど温度が高くなります。光にもエネルギーがあります。光子が他の粒子に当たれば、その粒子に運動エネルギーを与えます。結果温度が上昇します。

要するにCMBとは宇宙を満たしている光子ガスのことで、2.725Kとはそのガスの温度なのです。

編集あり2013/12/720:20:23

質問者さんの考えて合っています。
JAXAもそういう意味で書いたつもりだと思うのですが、ちょっと作文の文章表現が言葉足らずのようです。

[補足について]
「絶対温度3度相当のマイクロ波で満ちている」ということです。
この温度と宇宙の中に存在する物質の温度とは関係がありません。例えば、太陽からは約6000度に相当する光(黒体輻射といいます。)が出ていますが、それを受けている地球の温度が6000度になるわけではないですよね。また、kitanoさんが言われているとおり、空間自体には温度というものはありません。

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