Fondo Cósmico de Microondas
El fondo cósmico de microondas es el tenue resplandor, casi uniforme, de radiación reliquia liberada cuando el universo se volvió transparente por primera vez, la luz más antigua que podemos observar y una piedra angular del modelo del Big Bang caliente.
Definition
El fondo cósmico de microondas es la radiación térmica remanente del universo temprano caliente y denso, emitida cuando los electrones y protones se combinaron en átomos neutros aproximadamente 380.000 años después del Big Bang, ahora observada como un cuerpo negro de 2,7 kelvin que llena todo el espacio.
Scope
Esta área cubre el descubrimiento y el espectro de cuerpo negro casi perfecto del fondo cósmico de microondas, la física de la recombinación y la superficie de última dispersión de la que se origina, las diminutas anisotropías de temperatura y su espectro de potencia angular que codifican el contenido y la geometría del universo, y la tenue polarización que explora el universo temprano y la época de reionización.
Sub-topics
Core questions
- ¿Por qué el universo brilla con radiación de microondas casi uniforme?
- ¿Qué evento liberó el fondo cósmico de microondas y cuándo?
- ¿Cómo revelan sus diminutas anisotropías la composición y geometría del universo?
- ¿Qué nos dice su polarización sobre el universo temprano?
Key concepts
- Espectro de cuerpo negro
- Superficie de última dispersión
- Recombinación
- Anisotropía de temperatura
- Picos acústicos
- Espectro de potencia angular
- Polarización
Key theories
- Radiación reliquia de cuerpo negro
- El universo temprano caliente estaba lleno de radiación en equilibrio térmico que, después de desacoplarse de la materia, persiste hoy como un espectro de cuerpo negro casi perfecto enfriado por la expansión a unos pocos kelvin.
- Picos acústicos
- Las ondas sonoras en el plasma primordial imprimen una serie característica de picos en el espectro de potencia angular de las anisotropías de temperatura, cuyas posiciones y alturas restringen fuertemente los parámetros cosmológicos.
Clinical relevance
El fondo cósmico de microondas es el pilar observacional más potente de la cosmología: su espectro de cuerpo negro confirma el Big Bang caliente, sus anisotropías miden las densidades de materia ordinaria, materia oscura y energía oscura con una precisión de porcentaje, y sus estadísticas prueban la inflación y la geometría del espacio.
History
Predicha como radiación reliquia por el grupo de Gamow en la década de 1940 y redescubierta teóricamente por Dicke y Peebles, el fondo fue encontrado serendipitamente por Penzias y Wilson en 1965; COBE confirmó su espectro de cuerpo negro y detectó anisotropías en la década de 1990, y WMAP y Planck lo mapearon con la precisión que estableció la cosmología de concordancia.
Debates
- Anomalías a gran escala
- Varias características inesperadas en las escalas angulares más grandes, como un bajo cuadrupolo y alineaciones aparentes, han provocado un debate sobre si reflejan casualidades estadísticas, contaminación de primer plano o nueva física más allá del modelo estándar.
Key figures
- Arno Penzias
- Robert Wilson
- Robert Dicke
- James Peebles
- George Smoot
Related topics
Seminal works
- penzias1965
- dicke1965
Frequently asked questions
- ¿Por qué el fondo cósmico de microondas se encuentra en la banda de microondas?
- Fue emitido como luz visible e infrarroja de un plasma de aproximadamente 3.000 kelvin, pero la expansión del universo ha estirado sus longitudes de onda por un factor de aproximadamente mil, desplazándolo al rojo hacia la región de microondas y enfriándolo a unos 2,7 kelvin.
- ¿Podemos ver algo más antiguo que el fondo cósmico de microondas?
- No en luz: antes de la recombinación, el universo era opaco a los fotones, por lo que el fondo cósmico de microondas es la señal electromagnética más temprana observable; alcanzar épocas anteriores requiere otros mensajeros como neutrinos u ondas gravitacionales.