Ακτινοβολία υποβάθρου
Η κοσμική ακτινοβολία μικροκυματικού υποβάθρου (CMB) είναι ακτινοβολία στο μικροκυματικό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία προέρχεται από όλες τις κατευθύνσεις του διαστήματος. Είναι γνωστό ότι προέρχεται από το πρώιμο βρεφικό σύμπαν μας. Δεδομένου ότι το σύμπαν είναι πολύ μεγάλο και η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή, γνωρίζουμε ότι όταν το φως CMB φτάνει από το νηπιακό σύμπαν, φτάνει ως το παλαιότερο σήμα που μπορούμε να ανιχνεύσουμε.
Κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, δημιουργήθηκε πολλή ακτινοβολία υψηλής ενέργειας. Στη συνέχεια, το σύμπαν έγινε μεγαλύτερο και ψυχρότερο. Ως εκ τούτου, τα φωτόνια υψηλής ενέργειας έχασαν το μεγαλύτερο μέρος της αρχικής τους ενέργειας. Τώρα, ως αποτέλεσμα, αυτή η ακτινοβολία βρίσκεται στο μικροκυματικό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (το μικροκυματικό τμήμα έχει αρκετά χαμηλή ενέργεια). Το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο είναι η ακτινοβολία που ταξιδεύει χωρίς να προσκρούει σε τίποτα από τη στιγμή που το σύμπαν έγινε διαφανές, περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Οι Arno Penzias και Robert Wilson ανίχνευσαν πρώτοι την ακτινοβολία CMB. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η ύπαρξη της ακτινοβολίας CMB αποτελεί σημαντική απόδειξη, μαζί με την ερυθρά μετατόπιση, ότι η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης είναι αληθινή.
Τα μεταγενέστερα δεδομένα βασίζονται στο διαστημικό σκάφος Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA). Σχεδιάστηκε για να παρατηρεί διαφορές στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB) σε μικροκυματικές και υπέρυθρες συχνότητες, με υψηλή ευαισθησία και μικρή γωνιακή ανάλυση. Το διαστημικό σκάφος έχει ολοκληρώσει το έργο του, αλλά οι ερευνητές εξακολουθούν να αναλύουν τα δεδομένα. Το κύριο ενδιαφέρον είναι ότι υπάρχει:
"μια ασυμμετρία στις μέσες θερμοκρασίες στα αντίθετα ημισφαίρια του ουρανού. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την πρόβλεψη του καθιερωμένου μοντέλου ότι το Σύμπαν θα πρέπει να είναι σε γενικές γραμμές παρόμοιο προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε. Επιπλέον, ένα ψυχρό σημείο εκτείνεται σε ένα κομμάτι του ουρανού που είναι πολύ μεγαλύτερο από το αναμενόμενο".
Δεν είναι γνωστή καμία εξήγηση γι' αυτό.
Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου (CMB) από τα 7ετή δεδομένα του Wilkinson Microwave Anisotropy Probe σε όλο τον ουρανό. Η εικόνα είναι μια προβολή των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας πάνω στην ουράνια σφαίρα. Η μέση θερμοκρασία είναι 2,725 βαθμοί Κέλβιν πάνω από το απόλυτο μηδέν (το απόλυτο μηδέν ισοδυναμεί με -273,15 ºC ή -459 ºF) και τα χρώματα αντιπροσωπεύουν τις μικροσκοπικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, όπως σε έναν χάρτη καιρού. Οι κόκκινες περιοχές είναι θερμότερες και οι μπλε περιοχές είναι ψυχρότερες κατά περίπου 0,0002 βαθμούς.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου;
A: Η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB radiation) είναι ένας τύπος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο μικροκυματικό τμήμα του φάσματος που προέρχεται από όλες τις κατευθύνσεις του διαστήματος. Πιστεύεται ότι προέρχεται από το πρώιμο βρεφικό σύμπαν μας.
Ερ: Πώς ξέρουμε ότι το φως CMB φτάνει ως το αρχαιότερο σήμα;
Α: Γνωρίζουμε ότι το φως CMB φτάνει ως το αρχαιότερο σήμα επειδή το σύμπαν είναι πολύ μεγάλο και η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή. Επομένως, όταν φτάνει σε εμάς από το νηπιακό σύμπαν, ταξιδεύει για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να προσκρούει σε τίποτα.
Ερ: Ποιος εντόπισε πρώτος την ακτινοβολία CMB;
Α: Ο Arno Penzias και ο Robert Wilson ήταν οι πρώτοι που ανίχνευσαν την ακτινοβολία CMB.
Ερ: Τι αποδείξεις παρέχει η ύπαρξή της για τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης;
Α: Η ύπαρξη της ακτινοβολίας CMB παρέχει σημαντικές αποδείξεις, μαζί με τα δεδομένα της ερυθράς μετατόπισης, που υποστηρίζουν τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.
Ερ: Τι σχεδιάστηκε για να παρατηρήσει το διαστημικό σκάφος Planck;
Α: Το διαστημικό σκάφος Planck σχεδιάστηκε για να παρατηρεί διαφορές στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο σε μικροκυματικές και υπέρυθρες συχνότητες με υψηλή ευαισθησία και μικρή γωνιακή ανάλυση.
Ερ: Ποια απροσδόκητα ευρήματα ανακάλυψαν οι ερευνητές που ανέλυσαν τα δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Planck;
Α: Οι ερευνητές που αναλύουν τα δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Planck ανακάλυψαν μια ασυμμετρία στις μέσες θερμοκρασίες στα αντίθετα ημισφαίρια του ουρανού, η οποία έρχεται σε αντίθεση με τις προβλέψεις του καθιερωμένου μοντέλου, σύμφωνα με το οποίο το Σύμπαν θα πρέπει να είναι σε γενικές γραμμές παρόμοιο προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε. Επιπλέον, βρήκαν επίσης ένα ψυχρό σημείο που εκτείνεται σε ένα τμήμα του ουρανού πολύ μεγαλύτερο από το αναμενόμενο, το οποίο προς το παρόν δεν έχει εξήγηση.
