تابش زمینه کیهانی ریزموج
تابش زمینه کیهانی ریزموج، درخشش ضعیف و تقریباً یکنواخت تابش بازماندهای است که با شفاف شدن جهان برای اولین بار منتشر شد؛ قدیمیترین نوری که میتوانیم مشاهده کنیم و سنگ بنای مدل داغ مهبانگ است.
Definition
تابش زمینه کیهانی ریزموج، تابش حرارتی باقیمانده از جهان اولیه داغ و چگال است که حدود ۳۸۰,۰۰۰ سال پس از مهبانگ، زمانی که الکترونها و پروتونها به اتمهای خنثی ترکیب شدند، منتشر شد و اکنون به صورت یک جسم سیاه ۲.۷ کلوین که تمام فضا را پر کرده است، مشاهده میشود.
Scope
این حوزه شامل کشف و طیف تقریباً کامل جسم سیاه تابش زمینه کیهانی ریزموج، فیزیک بازترکیب و سطح آخرین پراکندگی که از آن سرچشمه میگیرد، ناهمسانگردیهای دمایی کوچک و طیف توان زاویهای آنها که محتویات و هندسه جهان را کدگذاری میکنند، و قطبش ضعیفی که جهان اولیه و دوره باز یونیزاسیون را بررسی میکند، میشود.
Sub-topics
Core questions
- چرا جهان با تابش ریزموج تقریباً یکنواخت میدرخشد؟
- چه رویدادی تابش زمینه کیهانی ریزموج را منتشر کرد و چه زمانی؟
- ناهمسانگردیهای کوچک آن چگونه ترکیب و هندسه جهان را آشکار میکنند؟
- قطبش آن چه چیزی درباره جهان اولیه به ما میگوید؟
Key concepts
- طیف جسم سیاه
- سطح آخرین پراکندگی
- بازترکیب
- ناهمسانگردی دما
- قلههای آکوستیک
- طیف توان زاویهای
- قطبش
Key theories
- تابش جسم سیاه بازمانده
- جهان اولیه داغ با تابش در تعادل حرارتی پر شده بود که پس از جدا شدن از ماده، امروزه به صورت طیف تقریباً کامل جسم سیاه که با انبساط تا چند کلوین سرد شده است، باقی مانده است.
- قلههای آکوستیک
- امواج صوتی در پلاسمای اولیه یک سری مشخصه از قلهها را در طیف توان زاویهای ناهمسانگردیهای دما ایجاد میکنند که موقعیتها و ارتفاعات آنها پارامترهای کیهانشناسی را به شدت محدود میکنند.
Clinical relevance
تابش زمینه کیهانی ریزموج قدرتمندترین ستون رصدی کیهانشناسی است: طیف جسم سیاه آن مهبانگ داغ را تأیید میکند، ناهمسانگردیهای آن چگالی ماده معمولی، ماده تاریک و انرژی تاریک را با دقت درصدی اندازهگیری میکند، و آمارهای آن تورم و هندسه فضا را آزمایش میکنند.
History
این تابش در دهه ۱۹۴۰ توسط گروه گاموف به عنوان تابش بازمانده پیشبینی شد و به طور نظری توسط دیکی و پیبلز بازکشف شد. در سال ۱۹۶۵ به طور تصادفی توسط پنزیاس و ویلسون کشف شد؛ COBE در دهه ۱۹۹۰ طیف جسم سیاه آن را تأیید کرد و ناهمسانگردیها را شناسایی کرد، و WMAP و پلانک آن را با دقتی نقشهبرداری کردند که کیهانشناسی توافقی را تثبیت کرد.
Debates
- ناهنجاریهای مقیاس بزرگ
- چندین ویژگی غیرمنتظره در بزرگترین مقیاسهای زاویهای، مانند چهارقطبی پایین و همترازیهای ظاهری، بحثهایی را در مورد اینکه آیا آنها نشاندهنده شانسهای آماری، آلودگی پیشزمینه، یا فیزیک جدید فراتر از مدل استاندارد هستند، برانگیخته است.
Key figures
- Arno Penzias
- Robert Wilson
- Robert Dicke
- James Peebles
- George Smoot
Related topics
Seminal works
- penzias1965
- dicke1965
Frequently asked questions
- چرا تابش زمینه کیهانی ریزموج در باند ریزموج قرار دارد؟
- این تابش به صورت نور مرئی و فروسرخ از پلاسمایی با دمای تقریباً ۳۰۰۰ کلوین منتشر شد، اما انبساط جهان طول موجهای آن را حدود هزار برابر کشیده و آن را به منطقه ریزموج انتقال قرمز داده و تا حدود ۲.۷ کلوین سرد کرده است.
- آیا میتوانیم چیزی قدیمیتر از تابش زمینه کیهانی ریزموج را ببینیم؟
- نه با نور: قبل از بازترکیب، جهان نسبت به فوتونها کدر بود، بنابراین تابش زمینه کیهانی ریزموج اولین سیگنال الکترومغناطیسی قابل مشاهده است؛ رسیدن به دورههای اولیه نیازمند پیامرسانهای دیگری مانند نوترینوها یا امواج گرانشی است.