所有具有內(nèi)部能量(溫度高于絕對(duì)零度或0k)的物體都以電磁波(光)的形式發(fā)射這種能量。
該輻射中波長(zhǎng)的理論分布代表“黑體”輻射，用一個(gè)叫做普朗克定律的方程進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。繪制強(qiáng)度與波長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線，得到的曲線峰值取決于溫度，溫度越高，其峰值波長(zhǎng)越短。普朗克方程式的結(jié)果也被稱為維恩定律。同時(shí)，隨著溫度的升高，所有波長(zhǎng)的強(qiáng)度都在增加。圖解：普朗克定律描述的黑體輻射在不同溫度下的頻譜
你能夠看到這種行為，正如一根鐵棒從室溫加熱一樣。一開(kāi)始，所有的輻射都在紅外區(qū)域，該區(qū)域的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，人類看不到。隨著棒子的溫度升高，當(dāng)發(fā)射的波長(zhǎng)減小到可見(jiàn)范圍內(nèi)時(shí)，它就會(huì)發(fā)出紅色。接下來(lái)，隨著峰值強(qiáng)度移動(dòng)到更短的波長(zhǎng)，你會(huì)看到橙色，然后是黃色，然后是白色。通過(guò)分析波長(zhǎng)的光譜，可以計(jì)算出溫度。天文物體的溫度可以用這種技術(shù)來(lái)測(cè)定。例如，黑洞附近的極端溫度在極短的X射線區(qū)域達(dá)到峰值。像我們的太陽(yáng)這樣的恒星發(fā)射主要在可見(jiàn)區(qū)域，而像行星這樣的較冷的天體則發(fā)射不可見(jiàn)的紅外線輻射。
圖解: 大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請(qǐng)注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個(gè)放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個(gè)弧形。
大爆炸的極高溫度釋放出強(qiáng)烈的、非常短的波長(zhǎng)輻射，但是隨后宇宙的冷卻已經(jīng)將這些波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移到了微波區(qū)域。（這也可以解釋為隨著宇宙的膨脹產(chǎn)生的波長(zhǎng)的伸展。）因?yàn)槲⒉ǖ牟ㄩL(zhǎng)甚至比不可見(jiàn)的紅外輻射還要長(zhǎng)，所以可以用射電望遠(yuǎn)鏡在光譜的無(wú)線電區(qū)域觀測(cè)到它們。現(xiàn)在可以看到來(lái)自宇宙各個(gè)方向的大爆炸的殘余“背景輻射”。如果你繪制出不同波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度，它與溫度在2k和3k之間的曲線相吻合。
圖解：哈勃超深空?qǐng)雒枥L了遠(yuǎn)古時(shí)代的星系圖景，根據(jù)大爆炸理論，它們處于一個(gè)更年輕、更致密且更熾熱的宇宙。
回答者：保羅沃爾斯基，物理學(xué)士，兼職物理講師
簡(jiǎn)單的答案是，實(shí)驗(yàn)人員測(cè)量宇宙微波背景光子的波長(zhǎng)（正如你可能根據(jù)名字猜測(cè)的那樣，它們往往具有微波波長(zhǎng)）。這可以通過(guò)關(guān)系轉(zhuǎn)換為光子能量：
從那里，你可以用玻爾茲曼常數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)等價(jià)的溫度
因此，當(dāng)宇宙學(xué)家談?wù)摴庾拥摹皽囟取睍r(shí)，他們基本上是在描述光子的等效能量。
至于為什么溫度是一個(gè)有用的變量，重要的是要指出不是每個(gè)來(lái)自宇宙背景的光子的溫度都是2.7k。事實(shí)上，有整個(gè)能量（或溫度）的范圍。然而，這個(gè)范圍恰好是你所期望的在2.7k溫度下黑體輻射能量的光譜。如果你使用維恩位移定律
要在2.7千米的溫度下找到黑體光譜中的峰值，你會(huì)發(fā)現(xiàn)峰值波長(zhǎng)是
而這個(gè)峰值波長(zhǎng)恰好是實(shí)驗(yàn)人員在宇宙背景輻射的光子光譜中所觀察到的。
因此，并不是所有的光子都處于2.7k的溫度，而是它們看起來(lái)就像是由一個(gè)自身溫度為2.7k的黑體發(fā)射的。
圖解：威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）拍攝到宇宙在大爆炸發(fā)生后宇宙微波背景的影像
相關(guān)知識(shí)-宇宙背景輻射
宇宙背景輻射是來(lái)自大爆炸的電磁輻射。這種輻射的起源取決于被觀測(cè)到的光譜區(qū)域。其中一個(gè)組成部分是宇宙微波背景。這個(gè)成分是紅移光子，早在宇宙的輻射第一次變得顯而易見(jiàn)時(shí)他們就已經(jīng)開(kāi)始了自由流動(dòng)。它的發(fā)現(xiàn)和對(duì)其性質(zhì)的詳細(xì)觀測(cè)被認(rèn)為是大爆炸的主要證實(shí)之一。宇宙背景輻射的發(fā)現(xiàn)（偶然在1965年）表明，早期的宇宙被一個(gè)輻射場(chǎng)所支配，一個(gè)溫度和壓力極高的場(chǎng)。
圖解：由FIRAS儀器對(duì)COBE觀測(cè)的宇宙微波背景輻射光譜，為最精確測(cè)量的黑體輻射光譜性質(zhì)，即使將圖像放大，誤差范圍也極小，無(wú)法由理論曲線中分辨觀測(cè)數(shù)據(jù)。
蘇尼阿耶夫-澤爾多維奇效應(yīng)顯示了輻射宇宙背景輻射與“電子”云相互作用的現(xiàn)象，扭曲了輻射的光譜。
圖解：由宇宙背景探測(cè)者、WMAP和普郎克衛(wèi)星的結(jié)果比較宇宙微波背景 - 2013年3月21日。
紅外線、X射線等也有背景輻射，成因不同，有時(shí)可以解析成個(gè)別的來(lái)源。看到宇宙紅外線背景和x射線背景。還可以看到宇宙中微子背景和銀河系外背景光。
參考資料
1.Wikipedia百科全書(shū)
2.天文學(xué)名詞
3. Suraj-顧元陽(yáng)- physlink
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