Poreklo Kosmičkog mikrotalasnog zračenja
Prva svetlost emitovana posle dekuplovanja sada je
poznata kao Kosmičko
mikrotalasno zračenje (CMB).
Tokom prvih 380 000 godina posle Velikog praska Univerzum je bio toliko vruć da je sva materija postojala kao plazma. U to vreme fotoni su se kretali kroz plazmu neprestano interagujući sa elektronima i barionima. Ova pojava je poznata kao Tomsonovo rasejanje. Kao rezultat, Univerzum je bio neproziran. Sa širenjem i hlađenjem Univerzuma, elektroni su počeli da se vezuju sa jezgrima formirajući atome. Pojava neutralne materije je omogućila fotonima da slobodno prolaze bez rasejanja. Ovo razdvajanje svetlosti od materije je poznato kao dekuplovanje. Svetlost emitovana prilikom ovog procesa je ono što danas vidimo kao Kosmičko mikrotalasno zračenje.
Zašto je CMB toliko hladno?
Svetlost CMB trpi crveni pomak prilikom širenja Univerzuma hladeći se sa vremenom.
CMB je savršen primer crvenog pomaka. U početku svetlost CMB je imala znatno kraće talasne dužine koje odgovaraju temperaturi crnog tela od približno 3000 K. Kako se Univerzum širio svetlost se rastezala ka sve većim i većim talasnim dužinama.
14 milijardi godina kasnije opažamo svetlost kao mikrotalase na 2.7 K. To je razlog zašto je CMB sada toliko hladno.
Šta predstavljaju različite boje na mapi CMB ?
Mada je temperatura CMB skoro potpuno uniformna (2.7 K) ipak postoje male varijacije ili anizotropije, temperature reda veličine 10-5 K. Te anizotropije su prikazane na mapi. Hladnije plavom bojom, toplije crvenom bojom. Šta ove minorne fluktuacije znače?
Mapa CMB dobijena pomoću podataka iz WMAP (Wilkinson Microwave
Anisotropy Probe).
Anizotropije temperature na mapi odgovaraju različitim fluktuacijama gustine materije u ranom Univerzumu. Na kraju će gravitacija pojačati ove fluktuacije u još izrazitije. Posle milijardu godina ova minimalna odstupanja u ranom Univerzumu su evoluirala preko gravitacionog privlačenja u planete, zvezde, galaksije i jata galaksija koje opažamo danas.
Zašto su mape CMB ovalnog oblika?
Sferna mapa CMB se preslikava na ovalni oblik na isti način na na koji se globus preslikava na poznati ovalni oblik kada se prikazuje u ravni.
CMB mapa je ovalnog oblika iz istog razloga zbog koga su mnoge mape sveta ovalne. Ne možete od sfere napraviti ravnu površinu, a da je ne pocepate zbog toga što je sfera deblja u srednjem delu u poređenju sa gornjim i donjim delom.
Da biste se uverili u ovo ogulite pomoranđžu i pokušajte da izravnate koru. Jedini način da to uradite je da pocepate koru ili da je deformišete. Da ne bi cepali mapu CMB, prikazujemo je kao oval, što je oblik sa najmanjim ugaonim deformisanjem orginalne sfere.
Prediktivna moć kosmičkog mikrotalasnog zračenja.
1992. godine fizičari su iskoristili COBE satelit i po prvi put
detaljno izmerili anizotropiju CMB.
CMB je jedan od najjačih dokaza koji potvrđuje model Velikog praska. Teorija je u stanju da tačno predvidi veličinu i tipove anizotropije u CMB kao i njegov skoro idealan spektar zračenja crnog tela što je sve potvrđeno eksperimentom i posmatranjem. Otkriće CMB je šezdesetih godina dvadesetog veka označilo kraj nekoliko konkurentskih kosmoloških modela, uključujući i teoriju Stacionarnog stanja.
Sa informacijama dobijenim pomoću CMB možemo razumeti formiranje strukture i raspodele materije Univerzuma.
Cosmic Conundrums: Cosmic Microwave Background
