Mikrofalowe promieniowanie tła
Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (promieniowanie CMB) to promieniowanie w mikrofalowej części widma elektromagnetycznego, które pochodzi ze wszystkich kierunków w przestrzeni kosmicznej. Wiadomo, że pochodzi ono z naszego najwcześniejszego dziecięcego wszechświata. Ponieważ wszechświat jest bardzo duży, a prędkość światła jest stała, wiemy, że gdy światło CMB dociera do nas z noworodka, jest to najstarszy sygnał, jaki możemy wykryć.
Podczas Wielkiego Wybuchu powstało dużo wysokoenergetycznego promieniowania. Wtedy wszechświat stał się większy i zimniejszy. Dlatego wysokoenergetyczne fotony straciły większość swojej pierwotnej energii. Teraz, w rezultacie, to promieniowanie znajduje się w części mikrofalowej widma elektromagnetycznego (część mikrofalowa ma dość niską energię). Tło mikrofalowe w kosmosie to promieniowanie, które przemieszcza się bez uderzeń w nic od czasu, gdy wszechświat stał się przezroczysty, około 380 000 lat po Wielkim Wybuchu.
Arno Penzias i Robert Wilson po raz pierwszy wykryli promieniowanie CMB. Naukowcy uważają, że istnienie promieniowania CMB jest ważnym dowodem, z czerwonym przesunięciem, że teoria Big Bang jest prawdziwa.
Późniejsze dane opierają się na statkach kosmicznych Planck obsługiwanych przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Został on zaprojektowany w celu obserwacji różnic tła mikrofalowego (CMB) na częstotliwościach mikrofalowych i podczerwonych, o wysokiej czułości i małej rozdzielczości kątowej. Statek kosmiczny zakończył swoją pracę, ale badacze nadal analizują dane. Głównym zainteresowaniem jest to, że istnieje:
"asymetria średnich temperatur na przeciwległych półkulach nieba. Jest to sprzeczne z przewidywaniami standardowego modelu, że Wszechświat powinien być zasadniczo podobny w każdym kierunku, w którym patrzymy. Co więcej, zimna plama rozciąga się na kawałku nieba, który jest znacznie większy niż przewidywano".
Nie ma na to żadnego wytłumaczenia.
Wahania temperatury tła mikrofali kosmicznej (CMB) z 7-letnich danych z sondy mikrofalowej Wilkinson Microwave Anisotropy Probe widzianych na pełnym niebie. Obraz jest projekcją wahań temperatury nad sferą niebieską. Średnia temperatura wynosi 2,725 stopni Kelvina powyżej zera absolutnego (zero absolutne odpowiada -273,15 ºC lub -459 ºF), a kolory reprezentują niewielkie wahania temperatury, jak na mapie pogodowej. Czerwone regiony są cieplejsze, a niebieskie chłodniejsze o około 0,0002 stopni.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła?
O: Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (promieniowanie CMB) to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego w mikrofalowej części widma, które pochodzi ze wszystkich kierunków w przestrzeni kosmicznej. Uważa się, że pochodzi ono z naszego najwcześniejszego, niemowlęcego wszechświata.
P: Skąd wiemy, że światło CMB dociera jako najstarszy sygnał?
O: Wiemy, że światło CMB dociera jako najstarszy sygnał, ponieważ wszechświat jest bardzo duży, a prędkość światła jest stała. Dlatego, gdy dociera do nas z małego wszechświata, podróżuje już od dłuższego czasu, nie uderzając w nic.
P: Kto pierwszy wykrył promieniowanie CMB?
O: Arno Penzias i Robert Wilson jako pierwsi wykryli promieniowanie CMB.
P: Jakich dowodów dostarcza jego istnienie dla teorii Wielkiego Wybuchu?
O: Istnienie promieniowania CMB stanowi ważny dowód, wraz z danymi dotyczącymi przesunięcia ku czerwieni, na poparcie teorii Wielkiego Wybuchu.
P: Do czego została zaprojektowana sonda kosmiczna Planck?
O: Sonda kosmiczna Planck została zaprojektowana do obserwacji różnic w kosmicznym tle mikrofalowym na częstotliwościach mikrofalowych i podczerwonych z dużą czułością i małą rozdzielczością kątową.
P: Jakie nieoczekiwane odkrycia zostały odkryte przez naukowców analizujących dane z sondy Planck?
O: Naukowcy analizujący dane z sondy Planck odkryli asymetrię średnich temperatur na przeciwległych półkulach nieba, co jest sprzeczne z przewidywaniami modelu standardowego, według którego Wszechświat powinien być zasadniczo podobny w każdym kierunku. Co więcej, odkryli również zimną plamę rozciągającą się na znacznie większym niż przewidywano skrawku nieba, co obecnie nie znajduje wyjaśnienia.
