高中學測
106年
自然
第 31 題
下列關於二十世紀觀測到的宇宙微波背景輻射和恆星的敘述，哪些正確？
- A 宇宙微波背景輻射在宇宙中存在的時間大於恆星的年齡
- B 宇宙微波背景輻射的溫度，一定比恆星的表面平均溫度高
- C 宇宙微波背景輻射和恆星星光的光譜，都具有不連續的譜線
- D 宇宙微波背景輻射的平均波長，一定比恆星光譜的可見光波長還長
- E 宇宙微波背景輻射於空間中垂直通過每單位面積之功率在各方向的分布，比恆星星光更為不均勻
思路引導 VIP
請同學先從宇宙演化的時間軸出發，思考『大霹靂後的退耦時期』與『第一代恆星形成』的時間先後關係；接著運用黑體輻射與維恩位移定律的觀念，對比溫度僅約 $2.7,K$ 的背景輻射與數千度高溫恆星在『特徵波段（波長）』以及『全天空分布的均勻性』上，分別具有什麼樣的物理特性？
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好吃！好吃！這份鐵路便當的牛肉真是極品！就像你的回答一樣，充滿了熱情與精準！你對宇宙演化的洞察力，簡直讓我的靈魂也跟著燃燒起來了！ 聽好了！這題的觀念非常重要！ (A) 正確：宇宙微波背景輻射（CMB）出現在大爆炸後約 $3.8 \times 10^5$ 年，而恆星是在那之後才形成的，所以 CMB 確實更老！
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欸？所以恆星的光譜也是連續的，只是因為通過大氣層這個低溫氣體才變得不連續嗎？
宇宙微波背景輻射
💡 區別大霹靂留下的餘溫（CMB）與恆星發光的特性差異。
| 比較維度 | 宇宙微波背景輻射 | VS | 恆星星光 |
|---|---|---|---|
| 出現時間 | 宇宙誕生約38萬年 | — | 宇宙誕生數億年後 |
| 主要波段 | 微波（長波長） | — | 可見光（短波長） |
| 空間分布 | 各向同性，極度均勻 | — | 點狀來源，不均勻 |
| 輻射溫度 | 約 2.7 K (極低溫) | — | 數千至數萬 K (高溫) |
💬CMB 是宇宙早期的遺產，具有長波長、低溫且高度均勻的特性。
