Hva er Cosmic Microwave Background?
For tusenvis av år, menneske har vært vurderer Universet, og søker å finne sin sanne grad. Og mens gamle filosofer mente at verden besto av en disk, en ziggurat eller en kube omgitt av en himmelsk hav eller noen slags eter, utvikling av moderne astronomi åpnet øynene for nye grenser. Av det 20. århundre, forskere begynte å forstå hvor stort (og kanskje til og med uendelig) Universet virkelig er.,
i løpet av ser lenger ut i verdensrommet, og dypere tilbake i tid, cosmologists har funnet noen virkelig fantastisk ting. For eksempel, i løpet av 1960-tallet, astronomer ble klar over mikrobølgeovn bakgrunn stråling som var synlig i alle retninger. Kjent som the Cosmic Microwave Background (CMB), eksistensen av denne strålingen har bidratt til å informere om vår forståelse av hvordan Universet begynte.
Beskrivelse:
(CMB) er i hovedsak elektromagnetisk stråling som er igjen fra den tidligste kosmologiske epoke som gjennomsyrer hele Universet., Det antas å ha dannet om 380,000 år etter Big Bang, og inneholder subtile indikasjoner på hvordan de første stjerner og galakser dannes. Mens denne strålingen er usynlig ved hjelp av optiske teleskoper, radio teleskop er i stand til å oppdage svake signal (eller glød) som er sterkest i mikrobølgeovn regionen i radio spekteret.
(CMB) er synlig i en avstand av med 13,8 milliarder lysår i alle retninger fra Jorda, ledende forskere å finne ut at dette er sant alder av Universet. Imidlertid, det er ikke en indikasjon på det virkelige omfanget av Universet., Gitt at rommet har vært i en tilstand av utvidelsen som noen gang siden tidlig på Universet (og vokser raskere enn lysets hastighet), den (CMB) er bare den som er lengst tilbake i tid vi er i stand til å se.
Forhold til Big Bang:
(CMB) er sentral i the Big Bang Theory og moderne kosmologiske modeller (for eksempel Lambda-CDM-modellen). Som teorien går, da Universet ble født med 13,8 milliarder år siden, og saken ble kondensert på et enkelt punkt med uendelig tetthet og ekstrem varme. På grunn av ekstrem varme, og tettheten av materie, state of the Universe var svært ustabil., Plutselig, på dette punktet begynte å utvide, og Universet som vi kjenner det begynte.
På denne tiden, rommet var fylt med en jevn glød av hvit-varm plasma-partikler – som besto av protoner, nøytroner, elektroner og fotoner (lys). Mellom 380,000 og 150 millioner år etter Big Bang, fotoner var hele tiden i samspill med frie elektroner, og kunne ikke reise lange avstander. Derav grunnen til at denne epoken er folkemunne omtalt som den «Mørke Middelalderen».,
Som Universet fortsatte å utvide, det avkjøles til det punktet hvor elektroner var i stand til å kombinere med protoner til å danne hydrogen atomer (aka. den Rekombinasjon Periode). I fravær av frie elektroner, fotoner var i stand til å bevege seg uhindret gjennom Universet og det begynte å dukke opp som den gjør i dag (dvs. gjennomsiktig og gjennomtrengt av lys). Over de mellomliggende milliarder av år, Universet fortsatte å utvide og sterkt nedkjølt.,
på Grunn av utvidelsen av område, bølgelengdene av fotoner vokste (ble «redshifted’) ca 1 millimeter og deres effektive temperaturen gikk ned til like over absolutt null – 2.7 Kelvin (-270 °C; -454 °F). Disse fotoner fylle Universet i dag og ser ut som en bakgrunn glød som kan påvises i langt infrarød og radio bølgelengder.
Historie av Studiet:
eksistensen av CMB først ble teoretisert av ukrainsk-Amerikanske fysikeren George Gamow, sammen med sine studenter, Ralph Alpher og Robert Herman, i 1948., Denne teorien var basert på deres studier av konsekvensene av nucleosynthesis av lys elementer (hydrogen, helium og litium) i løpet av de tidlige Universet. I hovedsak, de innså at for å syntetisere kjernene av disse elementene, det tidlige Universet som trengs for å være ekstremt varme.
De videre en teori om at leftover stråling fra denne ekstremt varme perioden ville trenge Universet, og vil være synlig. På grunn av utvidelsen av Universet, de anslo at denne bakgrunn stråling ville ha en lav temperatur på 5 K (-268 °C; -450 °F) – bare fem grader over absolutt null – noe som tilsvarer mikrobølgeovn bølgelengder. Det var ikke før i 1964 at det første bevis for (CMB) ble oppdaget.,
Dette var resultatet av Amerikanske astronomer Arno Penzias og Robert Wilson ved hjelp av Dicke radiometer, noe som de hadde til hensikt å bruke for radio astronomy og satellitt-kommunikasjon eksperimenter. Imidlertid, ved å gjennomføre sin første måling, la de merke til et overskudd på 4,2 K-antenne temperatur at de ikke kunne gjøre rede for og kunne bare forklares med tilstedeværelsen av bakgrunnen stråling. For sin oppdagelse, Penzias og Wilson ble tildelt nobelprisen i Fysikk i 1978.,
Først, påvisning av CMB var en kilde til strid mellom tilhengere av ulike kosmologiske teorier. Mens tilhengere av Big Bang-Teorien hevdet at dette var «relic stråling» igjen fra Big Bang, tilhengere av Steady State-Teorien hevdet at det var resultatet av spredt starlight fra fjerne galakser. Imidlertid, av 1970-tallet, en vitenskapelig konsensus hadde dukket opp som favoriserte Big Bang tolkning.
i Løpet av 1980-tallet, bakkebaserte instrumenter plassert stadig strengere begrensninger på temperaturforskjeller av (CMB). Disse inkluderte Sovjetiske RELIKT-1 oppgave ombord Prognoz 9 satellitt (som ble lansert i juli 1983) og NASA Cosmic Background Explorer (COBE) oppgave (som er funnene ble publisert i 1992). For deres arbeid, COBE-teamet fikk nobelprisen i fysikk i 2006.,
COBE også oppdaget (CMB) er første akustiske topp, akustiske svingninger i plasma som tilsvarer i stor skala tetthet variasjoner i de tidlige universet som ble skapt av gravitasjonsfelt ustabilitet. Mange eksperimenter som følges over det neste tiåret, som besto av bakken og ballong-baserte forsøk som har som formål var å gi mer nøyaktige målinger av den første akustiske topp.
Den andre akustiske peak ble forsøksvis oppdaget av flere eksperimenter, men var definitivt ikke oppdaget før Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ble utplassert i 2001., Mellom 2001 og 2010, da oppdraget ble avsluttet, WMAP oppdaget også en tredje topp. Siden 2010, flere oppdrag har vært å overvåke (CMB) for å gi bedre målinger av polarisering og små variasjoner i tetthet.
Disse inkluderer bakkebaserte teleskoper som SØKEN på DASI (QUaD) og Sydpolen Teleskop på Amudsen-Scott South Pole Station, og de Atacama Cosmology Telescope og Q/U Imaging Eksperiment (ROLIG) – teleskopet i Chile. I mellomtiden, den Europeiske romorganisasjonen er Planck-sonden fortsetter å måle CMB fra verdensrommet.,
Fremtid (CMB):
Ifølge ulike kosmologiske teorier, Universet kan på enkelte punkt slutte å utvide og begynne å reversere, som kulminerte i en kollaps som følges av en annen Big Bang – aka. Big Crunch teori. I et annet scenario, kjent som Big Rip, utvidelsen av Universet vil på sikt føre til at all materie og romtid seg selv revet fra hverandre.
Hvis ingen av disse scenariene er riktig, og Universet fortsatte å ekspandere i et akselererende sats, (CMB) vil fortsette redshifting til et punkt der det ikke lenger synlig., På dette punktet, vil det bli forbigått av den første starlight opprettet i Universet, og da med bakgrunn stråling felt produsert av prosesser som er antatt å finne sted i fremtiden av Universet.
Vi har skrevet mange interessante artikler om Cosmic Microwave Background her i Universet i Dag. Her er Hva er den Kosmiske Mikrobølgeovn Bakgrunn Stråling? Big Bang-Teorien: Utviklingen av Universet vårt, Hva Var Kosmisk Inflasjon?, Søken for å Forstå det Tidlige Universet, Landemerke Discovery: Nye Resultatene Gir Direkte Bevis for Kosmisk Inflasjon, og Hvor Raskt Universet Utvider seg? Hubble og Gaia Team Opp til å Gjennomføre den Mest Nøyaktige Målingene til dags Dato.
For mer informasjon, sjekk ut nasas WMAP oppgave side og ESAS Planck oppgave side.
Astronomi Kastet også har informasjon om emnet. Lytt her: Episode 5 – Big Bang og Cosmic Microwave Background