如何測(cè)宇宙溫度？談溫度測(cè)量?jī)x器和方法

想要知道溫度，人們除了憑借感知外，更可以借助溫度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行精確的測(cè)量。包括溫度計(jì)、輻射感溫器、溫度傳感器（熱電偶）、表面溫度快速篩檢儀、紅外熱像儀等測(cè)溫儀等都可以進(jìn)行溫度測(cè)量。

溫度計(jì)是利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設(shè)計(jì)的依據(jù)。有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、溫差電偶溫度計(jì)、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)等。數(shù)字體溫計(jì)是利用溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通過顯示器（如液晶、數(shù)碼管、LED矩陣等）顯示以數(shù)字形式的溫度。

輻射感溫器是利用熱電堆將接收到的輻射亮度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的溫度傳感器。溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，常被用作溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分。溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器（RTD）和IC溫度傳感器。

測(cè)溫儀是用紅外線傳輸數(shù)字的原理來感應(yīng)物體表面溫度，操作比較方便，特別是高溫物體的測(cè)量。紅外測(cè)溫儀器主要有紅外熱像儀、紅外熱電視、紅外測(cè)溫儀（點(diǎn)溫儀）。紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。

盡管有著眾多測(cè)溫儀器儀表，但是想要探測(cè)宇宙冷卻溫度，卻依然是一項(xiàng)大的挑戰(zhàn)，也不能夠單純依靠這些儀器來進(jìn)行測(cè)量。為此科學(xué)家們開發(fā)出新的方法對(duì)宇宙溫度進(jìn)行測(cè)量。

（科學(xué)家精確測(cè)量72億光年之外的星際氣體中隱藏的“類星體指紋”，計(jì)算出宇宙當(dāng)前的溫度為零下270.27攝氏度）

科學(xué)家們對(duì)一個(gè)未命名星系（天體）中的氣體物質(zhì)進(jìn)行探測(cè)，該星系距離地球72億光年之源。該氣體想要保持溫暖就必須依靠宇宙大爆炸所遺留下的宇宙微波背景輻射，這也是科學(xué)家選定其作為研究目標(biāo)的原因。該類星體發(fā)射的射電波穿過了前景星系的氣體，氣體中的分子吸收了射電波中的部分能量，同時(shí)也在射電波的信號(hào)中留下了“指紋”證據(jù)。通過對(duì)這些“指紋”的跟蹤分析，科學(xué)家計(jì)算出了它的溫度以及當(dāng)前宇宙溫度。它的溫度為5.08開爾文（即零下267.92攝氏度），當(dāng)前觀測(cè)顯示的宇宙溫度為2.73開爾文（即零下270.27攝氏度）。這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們對(duì)宇宙大爆炸后了解的更多，對(duì)當(dāng)前的宇宙有著更精確的了解。