A kozmikus mikrohullámú háttér (vagy röviden „CMB”) kb. 400 000 év sugárzása az Univerzum kezdete után. Ez hosszúnak tűnhet idő az emberi időkereteken, de ez valóban egy szempillantás az univerzum korához képest, amely körülbelül 13,7 milliárd (13 700 000 000) éves. Ez idő előtt az Univerzum olyan forró és sűrű volt, hogy átlátszatlan volt az összes sugárzás. Még egyszerű atomok sem képződhetnek anélkül, hogy az intenzív sugárzás hatására azonnal szétválna alkotó protonjaikban és elektronjaikban. Az Univerzum “plazmából” vagy ionizált gázból készült, amelyből a Nap felszíne áll. .
A Nagy Bumm óta az Univerzum hűl és tágul. Körülbelül 400 000 évvel az élete során elég hűvös (bár még mindig 3000 Celsius körüli) volt a legegyszerűbb atomok kialakulásához, és átlátszóvá vált. Az ebből az időből származó fény azóta is az űrben jár, és körülöttünk észlelhető innen a Földön vagy az űrben. Meg tudjuk mérni az Ősrobbanás utánvilágítását.
Az Univerzum terjeszkedése mintegy 1000-szeresére nyújtotta a CMB-sugárzást, ami sokkal hűvösebbnek tűnik. Tehát ahelyett, hogy 3000 fokos utánvilágítást látnánk, csupán 3o-val az abszolút nulla felett, vagy 3 Kelvin (-270o C) felett látjuk. Ahogy egy égő szén (kb. 1500 K) pirosan izzik, és egy forró fényes csillag (kb. 6000 K) sárga vagy kék színben világít, a CMB a hőmérsékletéhez tartozó jellegzetes színnel világít. Mivel azonban nagyon hideg, a fény, amelyet az izzó Világegyetem bocsátott ki, most sokkal hosszabb hullámhosszú, mint amit a szemünkkel láthatunk. A CMB a legfényesebb 2 mm körüli hullámhosszon, ami körülbelül 4000-szer hosszabb, mint a látható fény hullámhossza, amelyet a szemünkkel látunk.
A CMB méréseinek előzményei
A CMB 1960-as évekbeli első mérései Arno Pensiaz és Robert Wilson által megerősítették, hogy a CMB ott volt és körülötte volt, de nem láthatta részletesen. Állandó jelet láttak, amely elmosta a galaxis látképét. A CMB milliméteres hullámhosszakon olyan fényes, hogy ha egy régi analóg TV-t úgy hangolunk, hogy a hószerű statikus állapotot mutassuk, akkor a tévékészülék által felvett jel néhány százaléka az Univerzum kezdetétől fog származni.
Az 1990-es években a COBE nevű műhold az egen mérte a CMB-t. Több dolog megalapozásában segített. Először is, a CMB szinte teljesen egyenletes, szinte állandó hőmérsékletű az egész égen. Ez azonban nem teljesen állandó. Apró ingadozások vagy hullámzások voltak a hőmérsékletben, csak a 100 000 rész egy szintjén. Ha a Föld felülete 100 000-től 1 részig sima lenne, akkor a legmagasabb hegy csak 100 m magas lenne!
Az elmúlt pár évtizedben számos kísérlet mérte a CMB apró ingadozásait, a pontosság fokozatosan javulva jobb. Ezek a kis ingadozások az Univerzum sűrűségének apró variációi miatt vannak közvetlenül az Ősrobbanás után. Minden valamivel sűrűbb régió általában több anyagot vonz, és még sűrűbbé válik, és még több anyagot vonz. Ez az elszabadult folyamat vezetett az első csillagok és galaxisok kialakulásához. Az ingadozások tulajdonságait arra használták, hogy segítsenek meghatározni az Univerzum életkorát, miből áll, és akár annak a végét is. Ahogy a mérések egyre jobbak lesznek, az Univerzumról alkotott ismereteink nőnek. Planck fontos mérföldkő lesz megértésünkben, hihetetlen pontossággal és finomabban mérve ezeket az ingadozásokat az egész égbolton, mint a múltban lehetséges volt.
COBE
-
COBE -
WMAP -
Planck
A fenti három képen a szimulált ég látható a COBE (1990-ben indult), a WMAP (2001-ben indult) és a Planck határozataival. Az összes kép színskálája azonos.