高考期间最大的乐趣是什么？
那肯定是看看今年又出了什么高考作文
年年作文有，今年特别难
比如今年全国一卷的
虽然咱都是经历过高考作文的
但是看到这个题目还是就......就很.....
沉思一阵，转念想想，我是学物理的
语文不行我可以物理来凑啊！
所以来see物理所版的高考作文！
宇宙微波背景辐射：从沉默、嘶哑到拥抱
当老舍笔下所描绘的鼓书艺人，其胸中情绪剧烈翻腾，然而却“开不了口”的时候 ，当艾青诗里那只鸟，下定决心要凭借“嘶哑的喉咙歌唱”之际 ，当穆旦笔下出现的“带血的手”去拥抱已然站起的民族之时 ——这些意象全都凝聚着一种处于困境当中却不屈服的表达意志 。这种意志 ，竟然在浩瀚无垠宇宙的诞生史诗里面 ，寻觅到了跨越时空的物理回响 ：那便是宇宙微波背景辐射（ , CMB）——宇宙自身在混沌初开那么个时候发出的“第一声啼哭” ，一场穿越138亿年光阴的无比壮丽的表达 ，一块记录宇宙“民族“历史的石碑 ！
01
混沌初开：宇宙的“开不了口”——光子与电子的囚笼
宇宙背景辐射，是宇宙学里“大爆炸”留下来的，充满整个宇宙的电磁波辐射，它是一种黑体辐射，也就是热辐射，。
想要知晓它，那就得从138亿年前说起，那时宇宙诞生于一个炽热且致密的奇点 。
极早期的宇宙，在历经其普朗克时期以及大统一时期以后，时间仅仅过去了从10⁻³⁶秒至10⁻³²秒这个范围。彼时那一刻之下，宇宙是一片由胶子以及夸克所构成的炽热浓汤场景存在了。于这个特定阶段之中，质子、中子这类强子此时已然形成了，而电子、中微子这类轻子也接连不断地出现了。紧接着随后，宇宙就进入到指数级膨胀的那种暴涨阶段进程里了。暴涨结束之后，在大爆炸之时往后的约5万年这个时间范围里，宇宙处于辐射主导这种特定时期，其能量主要是以辐射形式而存在着的，整体对外呈现出高温等离子态的样子了。之后，在宇宙因大爆炸而产生后大约38万年的时候，宇宙迈入物质 - 辐射退耦以及复合的阶段， 在这样的阶段里，电子跟原子核相结合进而组成中性原子起步网校，光子能够自由地进行传播电磁波初中物理， 最后因此形成了我们如今所观测到的宇宙微波背景辐射。
在宇宙年龄 t < 380,000年时，温度 T >3000K时，物质处于一种完全电离的等离子体态，这时空间里充斥着自由电子，也就是e⁻，还有质子即p⁺，以及氦核He²⁺，另外还有高能光子γ，光子传播要符合以下物理方程：
该公式显示，这时的光子平均自由程极其短。在早期宇宙，电子数大约是当前宇宙密度的109倍，那时宇宙半径约为40万光年，光子要碰撞约1012次才能够逃逸出去，这差不多就等同于区区1012年呀~。
在空间里充满的那些带电粒子当中，光子是电磁辐射的载体，可是，这些光子只要一经产生，就马上会跟无处不在且处于高速运动状态的自由电子出现康普顿散射，每一回碰撞都致使光子的方向产生了改变，让其没办法自由地穿行，光子被囚禁在微观尺度了。
要像老舍描述的艺人胸内曲调翻涌激荡，却被无形枷锁给束缚住那般，光子，这个宇宙最为基础的信使呀，在这片混沌的等离子海洋里“张不了嘴”，没办法把信息有效传递出去。宇宙被自身炽热光芒的牢笼给包裹着，一片模模糊糊的。
02
光子退耦：宇宙的“第一声啼哭”
宇宙不是静止的状态，而是处于膨胀且冷却的进程之中。大概是在大爆炸发生之后的38万年，当温度降低到大约3000开尔文（也就是约2700摄氏度）以下时，自由电子与质子的结合速度最终超出了被高能光子撞开的速度，它们相互结合从而形成了中性的氢原子，这样的一个过程被称作复合 。
相比自由的电子跟质子，中性氢原子对光子的散射效率是很低的，宇宙从混沌且不透明的等离子体状态，变得能够被观测了，被禁锢达38万年的光子首次得以在宇宙空间里自由穿行，朝着所有方向发射出去，这就是宇宙的“开口”时刻，它发出了创世以来的“第一声”，即原初光子。
《三体》里，宇宙微波背景“闪烁”无法实现的缘由，正是鉴于CMB的呈现极为稳定，并且它在各个方向上性质均匀。（来源：《三体》剧照）。
宇宙中，光子退耦这一事件造就了一个球面，所有被观测到的CMB光子皆源自这个球面，虽然我们把此类变化喻为“第一声啼哭”，然而这个过程并非瞬间达成，这一阶段大约持续了11.7万年，故而这个形成的球面也是存在有厚度的。
03
红移与“嘶哑的喉咙”：百亿年的时空旅程
然而，这“第一声”并非我们今日所看到的CMB图像。
宇宙处于持续膨胀状态，空间自身在进行拉伸，那些自由的光子，于穿越持续膨胀的空间之际，其波长被拉长了，依据多普勒效应的宇宙学版本，也就是宇宙学红移，光子的能量因而降低，与之对应的颜色，即频率，从最初释放时的更高能的光，逐步朝着光谱的红端移动，最终演变成为能量极低的微波 。
示意图呈现星系的红移与蓝移情况，当星系朝着观测者进行运动时，光谱会朝着蓝端方向移动，相反地，若不是朝着观测者运动，而是背离观测者运动，它就会朝着红端方向移动，光谱中间存在一条黑线，那是吸收谱线，在静止坐标系当中，谱线所处位置完全是由原子物理所决定的，这条吸收谱线能够作为测量光谱移动的探针 。
根据能量密度公式可以推导出黑体辐射的冷却公式：
这个公式也解释了为什么随着膨胀宇宙温度会降低。
将氦合成器的温度，与重子质量密度进行计算，这样能够得出，现在的微波背景辐射大概是3.47K 。今天，我们探测到的CMB温度，仅仅约为2.745K ，它的辐射峰值处在微波波段，也就是波长约为1.9毫米的地方。
艾青诗里的那只鸟，历经风雨，喉咙变得沙哑，于穿越风雨之际。宇宙的“歌声”，在跨越百亿年时空历程中，于时空旅程里，也是如此，被膨胀的时空无情地“拉伸”，以至于能量被稀释，最初散发耀眼光芒的它，恰似那只鸟一般，“嘶哑”成了微弱、冰冷、几乎均匀弥漫于整个天空的微波背景噪音，在从最初耀眼光芒转变的过程中。
04
捕捉“嘶哑的回响”：人类的倾听与理解
1964年电磁波初中物理，美国贝尔实验室有两位工程师，分别是阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊，他们运用一台，专门为卫星通讯设计的射电望远镜，意外于微波波段，探测出一种，无法消除且各向同性的微弱“噪音”。他们先后排除了仪器故障，排除了城市干扰，甚至一度以为，是天线里鸽子窝造成的影响，然而清理过后，这噪音却变得更加清晰了。这一结果，让两人颇为沮丧，实验的严密程度，以及精确程度，已然达到了他们力所能及的极限，可就是找不到，噪声得以产生的原因。
彭齐亚斯（右）与 威尔逊站在他们的天线旁
正在这个时候，地处实验站附近的普林斯顿大学，有一位身为实验天体物理学家的迪克，他猜想宇宙于“振荡”进程里会留下能够被观测到的背景辐射，还建议那两个人展开观测，最终获得“有效的天顶噪声温度的测量，得出一个比预期高大约3.5K的值。在我们所观察的限度范围之内，这个多余出来的温度表现为各向同性的，非偏振的，并且没有季节方面的变化。”。
他们有一项发现，这个发现后来获得了诺贝尔物理学奖，那是一种微弱得几乎要被忽视掉的噪音，然而它却蕴含着有关宇宙起源的惊人信息。后来，科学家们借助精密测量 CMB 微小的温度涨落，也就是各向异性，如同在解读宇宙的“密码”一般，把宇宙的年龄精确地描绘了出来，宇宙的年龄大约是 138 亿年。同时，还描绘出了宇宙的几何形状，其几乎是平坦的。且描绘出了宇宙的组成情况，知晓约 5%是普通物质，27%是暗物质，68%是暗能量。另外，也描绘出了早期密度扰动的种子 。
05
结语：跨越维度的“拥抱”
彭齐亚斯和威尔逊最初面对神秘噪音时感到困惑，且进行了不懈探索，这难道不正像老舍笔下艺人的内心挣扎吗？最终他们捕捉并解读了这微弱信号，完成了一项壮举，这又恰似那只鸟用嘶哑喉咙完成的歌唱。穆旦诗中“带血的手”拥抱站起的民族，这象征着历经苦难后的新生以及连接。人类理解CMB的过程，就是运用最精密的科学仪器，凭借最坚韧的理性意志，跨越百亿年时空，去“拥抱”宇宙诞生之初发出的信号。
这种来自创世之初的微弱回响，也就是宇宙微波背景辐射呀 ，它是宇宙依据物理法则进行的那一回虽艰难却伟大的表达呢 。从中能证明 ，无论哪怕处于最为混沌 、最为禁锢的环境里 ，信息终究会挣脱束缚的 。就算表达过程会因时空扭曲 、能量衰减 ，而变得微弱嘶哑 ，可其中核心信息依旧顽强地穿越时空 。最终 ，它会被具备求知意志以及探索能力的倾听者给捕捉、了解并赋予意义 ，从而让人类能够窥视那个时空遥远之处的历史 。