宇宙マイクロ波背景放射

宇宙マイクロ波背景放射(または略して「CMB」)は、宇宙が始まってから約40万年後の放射です。長いように聞こえるかもしれません。人間のタイムスケールでの時間ですが、約137億(137億)歳の宇宙の年齢と比較すると、実際には瞬きです。この時間の前は、宇宙は非常に熱くて密度が高く、不透明でした。宇宙は「プラズマ」、つまり太陽の表面を構成するイオン化ガスでできていました。宇宙は、太陽の表面を構成する「プラズマ」、つまりイオン化ガスでできていました。 。

ビッグバン以来、宇宙は冷え、拡大してきました。その寿命の約40万年までに、最も単純な原子が形成されるのに十分なほど冷たくなり(まだ約3000℃)、透明になりました。この時からの光はそれ以来宇宙を旅してきており、地球上や宇宙のここから私たちの周りの至る所で検出することができます。ビッグバンの残光を測定することができます。

宇宙の膨張により、CMB放射が約1000倍に伸び、はるかに涼しく見えます。したがって、3000度で残光を見る代わりに、絶対零度の3度上、つまり3ケルビン(-270°C)で見ることができます。燃えている石炭(約1500 K)が赤く光り、熱く明るい星(約6000 K)が黄色または青に光るのと同じように、CMBはその温度に関連する特徴的な色で光ります。しかし、とても寒いので、輝く宇宙から発せられた光は、私たちが目で見ることができるよりもはるかに長い波長を持っています。 CMBは、約2 mmの波長で最も明るく、これは私たちが目で見る可視光の波長の約4000倍です。

CMB測定の歴史

画像クレジット:NASA / WMAPチーム

ArnoPensiazとRobertWilsonによる1960年代のCMBの最初の測定では、CMBが存在し、周囲に存在することが確認されましたが、詳細はわかりませんでした。彼らは銀河の彼らの見方を洗い流した一定の信号を見ました。 CMBはミリメートル波長で非常に明るいので、古いアナログテレビのチューニングを外して雪のような静電気を表示すると、テレビが受信する信号の数パーセントが宇宙の始まりから来ていることになります。

1990年代、COBEと呼ばれる衛星が全天のCMBを測定しました。それはいくつかのことを確立するのに役立ちました。第一に、CMBはほぼ完全に均一であり、空全体でほぼ一定の温度になっています。ただし、完全に一定ではありません。温度には、10万分の1のレベルの小さな変動または波紋がありました。地球の表面が10万分の1まで滑らかだったとしたら、最も高い山の高さはわずか100 mになります!

過去数十年にわたって、多くの実験でCMBの小さな変動が測定され、精度は徐々に向上し、より良い。これらの小さな変動は、ビッグバン直後の宇宙の密度のわずかな変動のためにあります。わずかに密度が高い領域は、より多くの物質を引き付ける傾向があり、さらに密度が高くなり、さらに多くの物質を引き付ける傾向があります。この暴走過程は、最初の星と銀河の形成につながったものです。変動の特性は、宇宙の年齢、宇宙の年齢、さらには宇宙の終わり方を決定するために使用されてきました。測定値がさらに良くなるにつれて、宇宙に関する知識が増えます。プランクは私たちの理解における重要なマイルストーンであり、これらの変動を信じられないほどの精度で、過去に可能であったよりも全天にわたってより詳細に測定します。
COBE

  • COBE
  • WMAP
  • Planck
画像クレジット:カーディフ大学のChris North

上の3つの画像は、シミュレートされた空を示していますCOBE(1990年に発売)、WMAP(2001年に発売)、Planckの決議で。すべての画像のカラースケールは同じです。

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