Den kosmiske mikrobølgeovn bakgrunn (eller «kort sagt» CMB «) er stråling fra rundt 400.000 år etter starten av universet. Det kan høres ut som en lang tid på menneskelige tidsskalaer, men det er virkelig et øyeblikk sammenlignet med alderen til universet, som er rundt 13,7 milliarder (13 700 000 000) år gammel. Før denne tiden var universet så varmt og tett at det var ugjennomsiktig til ikke engang enkle atomer kunne dannes uten å umiddelbart bli revet fra hverandre i deres konstituerende protoner og elektroner av den intense strålingen. Universet var laget av et «plasma» eller ionisert gass, det er det overflaten til solen er laget av .
Helt siden Big Bang har universet blitt avkjølt og utvidet. I løpet av rundt 400.000 år gjennom hele livet var det kult nok (men fremdeles rundt 3000 Celsius) for at de enkleste atomer kunne dannes, og det ble gjennomsiktig. Lyset fra denne tiden har beveget seg gjennom rommet siden den, og kan oppdages rundt oss herfra på jorden eller i rommet. Vi kan måle etterglødet etter Big Bang.
Utvidelsen av universet har strukket CMB-strålingen ut rundt 1000 ganger, noe som gjør at den ser mye kulere ut. Så i stedet for å se etterglød ved 3000 grader, ser vi det bare 3o over absolutt null, eller 3 Kelvin (-270o C). Akkurat som et brennende kull (rundt 1500 K) lyser rødt, og en varm, lys stjerne (rundt 6000 K) lyser gul eller blå, lyser CMB med en karakteristisk farge knyttet til temperaturen. Men fordi det er så kaldt, har lyset som ble sendt ut av det glødende universet nå en mye lengre bølgelengde enn vi kan se med øynene. CMB er lysest med en bølgelengde på rundt 2 mm, som er rundt 4000 ganger lengre enn bølgelengden til det synlige lyset vi ser med øynene.
CMB-målingers historie
De første målingene av CMB på 1960-tallet, av Arno Pensiaz og Robert Wilson, bekreftet at CMB var der og at den var rundt, men den kunne ikke sees i detalj. De så et konstant signal som skyllet ut deres syn på galaksen. CMB er så lys på millimeterbølgelengder at hvis du avstemmer en gammel analog TV for å vise den snølignende statiske, vil noen få prosent av signalet TV-en din tar opp, komme fra starten av universet.
På 1990-tallet målte en satellitt kalt COBE CMB over hele himmelen. Det bidro til å etablere flere ting. For det første er CMB nesten helt jevn, med en nesten konstant temperatur over hele himmelen. Det er imidlertid ikke helt konstant. Det var små svingninger, eller krusninger, i temperaturen, på nivået med bare en del av 100.000. Hvis jordens overflate var jevn til 1 del på 100.000, ville det høyeste fjellet bare være 100 m høyt!
I løpet av de siste par tiårene har mange eksperimenter målt de små svingningene CMB, med nøyaktigheter som gradvis blir bedre og bedre. Disse små svingningene er der på grunn av små variasjoner i tettheten til Universet umiddelbart etter Big Bang. Alle regioner som er litt tettere, har en tendens til å tiltrekke seg mer materie, og blir enda tettere og tiltrekke seg enda mer materiale. Denne rømningsprosessen er det som førte til dannelsen av de første stjernene og galaksene. Svingningene har blitt brukt til å bestemme universets alder, hva den er laget av, og til og med hvordan den kan ende. Etter hvert som målingene blir bedre, øker vår kunnskap om universet. Planck vil være en viktig milepæl i vår forståelse, og måler disse svingningene til utrolig nøyaktighet og i finere detaljer over hele himmelen enn det har vært mulig tidligere.
COBE
-
COBE -
WMAP -
Planck
De tre bildene ovenfor viser den simulerte himmelen ved resolusjonene fra COBE (lansert 1990), WMAP (lansert 2001) og Planck. Alle bildene har samme fargeskala.