Fundalul cu microunde cosmic (sau „CMB” pe scurt) este o radiație de la aproximativ 400.000 de ani de la începutul Universului. timp pe scări de timp umane, dar într-adevăr este clipirea unui ochi în comparație cu vârsta Universului, care are o vechime de aproximativ 13,7 miliarde (13,700,000,000) de ani. Înainte de acest timp, Universul era atât de fierbinte și dens încât era opac pentru Nici măcar atomii simpli nu s-ar putea forma fără a fi rupt instantaneu în protonii și electronii lor constituenți de radiația intensă. Universul era format dintr-o „plasmă” sau gaz ionizat, din care este formată suprafața Soarelui .
Încă de la Big Bang, Universul s-a răcit și s-a extins. Până la aproximativ 400.000 de ani de-a lungul vieții sale, a fost suficient de răcoros (deși încă aproximativ 3000 Celsius) pentru a se forma cei mai simpli atomi și a devenit transparent. Lumina din acest timp a călătorit prin spațiu de atunci și poate fi detectată în jurul nostru de aici pe Pământ sau în spațiu. Putem măsura strălucirea Big Bang-ului.
Extinderea Universului a întins radiația CMB de aproximativ 1000 de ori, ceea ce îl face să pară mult mai rece. Deci, în loc să vedem lumina ulterioară la 3000 de grade, o vedem la doar 3o deasupra zeroului absolut sau 3 Kelvin (-270o C). Așa cum un cărbune în flăcări (în jur de 1500 K) strălucește în roșu și o stea fierbinte strălucitoare (în jur de 6000 K) strălucește în galben sau albastru, CMB strălucește cu o culoare caracteristică asociată temperaturii sale. Cu toate acestea, pentru că este atât de rece, lumina care a fost emisă de Universul strălucitor are acum o lungime de undă mult mai mare decât putem vedea cu ochii noștri. CMB este cel mai strălucitor la o lungime de undă de aproximativ 2 mm, care este de aproximativ 4000 de ori mai lungă decât lungimea de undă a luminii vizibile pe care o vedem cu ochii noștri.
Istoricul măsurătorilor CMB
Primele măsurători ale CMB din anii 1960, efectuate de Arno Pensiaz și Robert Wilson, au confirmat că CMB era acolo și că era în jur, totuși nu putea fi văzut în niciun detaliu. Au văzut un semnal constant care le-a spălat vederea asupra galaxiei. CMB este atât de strălucitor la lungimi de undă milimetrică încât, dacă deconectați un televizor analog vechi pentru a arăta statica asemănătoare zăpezii, câteva procente din semnalul pe care îl preia televizorul dvs. va proveni de la începutul Universului.
În anii 1990, un satelit numit COBE a măsurat CMB pe întregul cer. A ajutat la stabilirea mai multor lucruri. În primul rând, CMB este aproape complet uniform, cu o temperatură aproape constantă pe întregul cer. Cu toate acestea, nu este complet constant. Au existat mici fluctuații sau valuri de temperatură, la nivelul unei singure părți din 100.000. Dacă suprafața Pământului ar fi netedă până la o parte din 100.000, cel mai înalt munte ar avea doar 100 m înălțime!
În ultimele decenii, multe experimente au măsurat micile fluctuații CMB, cu precizii care se îmbunătățesc treptat și mai bine. Aceste mici fluctuații sunt prezente datorită variațiilor minuscule ale densității Universului imediat după Big Bang. Orice regiuni puțin mai dense tind să atragă mai multă materie și să devină și mai dense și să atragă și mai mult material. Acest proces fugar este ceea ce a dus la formarea primelor stele și galaxii. Proprietățile fluctuațiilor au fost folosite pentru a ajuta la determinarea vârstei Universului, din ce este făcut și chiar cum s-ar putea termina. Pe măsură ce măsurătorile devin din ce în ce mai bune, cunoștințele noastre despre Univers cresc. Planck va fi o etapă importantă în înțelegerea noastră, măsurând aceste fluctuații la o precizie incredibilă și cu detalii mai fine pe întregul cer decât a fost posibil în trecut.
COBE
-
COBE -
WMAP -
Planck
Cele trei imagini de mai sus arată cerul simulat la rezoluțiile COBE (lansate în 1990), WMAP (lansate în 2001) și Planck. Toate imaginile au aceeași scară de culoare.