Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas
A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é o brilho fraco e quase uniforme da radiação relíquia liberada quando o universo se tornou transparente pela primeira vez, a luz mais antiga que podemos observar e um pilar do modelo quente do Big Bang.
Definition
A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é a radiação térmica remanescente do universo primitivo quente e denso, emitida quando elétrons e prótons se combinaram em átomos neutros cerca de 380.000 anos após o Big Bang, agora observada como um corpo negro de 2,7 kelvins preenchendo todo o espaço.
Scope
Esta área abrange a descoberta e o espectro de corpo negro quase perfeito da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a física da recombinação e da superfície de último espalhamento da qual ela se origina, as minúsculas anisotropias de temperatura e seu espectro de potência angular que codificam o conteúdo e a geometria do universo, e a fraca polarização que investiga o universo primordial e a época da reionização.
Sub-topics
Core questions
- Por que o universo brilha com radiação de micro-ondas quase uniforme?
- Que evento liberou a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e quando?
- Como suas minúsculas anisotropias revelam a composição e a geometria do universo?
- O que sua polarização nos diz sobre o universo primitivo?
Key concepts
- Espectro de corpo negro
- Superfície de último espalhamento
- Recombinação
- Anisotropia de temperatura
- Picos acústicos
- Espectro de potência angular
- Polarização
Key theories
- Radiação relíquia de corpo negro
- O universo primitivo quente era preenchido com radiação em equilíbrio térmico que, após se desacoplar da matéria, persiste hoje como um espectro de corpo negro quase perfeito resfriado pela expansão a alguns kelvins.
- Picos acústicos
- Ondas sonoras no plasma primordial imprimem uma série característica de picos no espectro de potência angular das anisotropias de temperatura, cujas posições e alturas restringem fortemente os parâmetros cosmológicos.
Clinical relevance
A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é o pilar observacional mais poderoso da cosmologia: seu espectro de corpo negro confirma o Big Bang quente, suas anisotropias medem as densidades de matéria ordinária, matéria escura e energia escura com precisão de porcentagem, e suas estatísticas testam a inflação e a geometria do espaço.
History
Prevista como radiação relíquia pelo grupo de Gamow na década de 1940 e redescoberta teoricamente por Dicke e Peebles, a radiação de fundo foi encontrada serendipitamente por Penzias e Wilson em 1965; o COBE confirmou seu espectro de corpo negro e detectou anisotropias na década de 1990, e o WMAP e o Planck a mapearam com a precisão que estabeleceu a cosmologia de concordância.
Debates
- Anomalias em grande escala
- Várias características inesperadas nas maiores escalas angulares, como um baixo quadrupolo e alinhamentos aparentes, provocaram debate sobre se elas refletem acasos estatísticos, contaminação de primeiro plano ou nova física além do modelo padrão.
Key figures
- Arno Penzias
- Robert Wilson
- Robert Dicke
- James Peebles
- George Smoot
Related topics
Seminal works
- penzias1965
- dicke1965
Frequently asked questions
- Por que a radiação cósmica de fundo em micro-ondas está na banda de micro-ondas?
- Ela foi emitida como luz visível e infravermelha de um plasma de aproximadamente 3.000 kelvins, mas a expansão do universo esticou seus comprimentos de onda por um fator de cerca de mil, deslocando-a para a região de micro-ondas e resfriando-a para cerca de 2,7 kelvins.
- Podemos ver algo mais antigo que a radiação cósmica de fundo em micro-ondas?
- Não em luz: antes da recombinação, o universo era opaco aos fótons, então a radiação cósmica de fundo em micro-ondas é o sinal eletromagnético mais antigo observável; alcançar épocas anteriores requer outros mensageiros, como neutrinos ou ondas gravitacionais.