Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işıması
Kozmik mikrodalga arka plan ışıması, evrenin ilk kez şeffaf hale geldiği zaman yayılan, soluk, neredeyse homojen bir kalıntı radyasyon parıltısıdır; gözlemleyebildiğimiz en eski ışıktır ve sıcak Büyük Patlama modelinin temel taşlarından birini oluşturmaktadır.
Tanım
Kozmik mikrodalga arka plan ışıması, sıcak, yoğun erken evrenden arta kalan termal radyasyondur. Büyük Patlama'dan yaklaşık 380.000 yıl sonra elektronlar ve protonlar nötr atomlar halinde birleştiğinde yayılmış olup, şu anda tüm uzayı dolduran 2,7 kelvinlik bir kara cisim olarak gözlemlenmektedir.
Kapsam
Bu alan, kozmik mikrodalga arka plan ışımasının keşfini ve neredeyse mükemmel kara cisim spektrumunu, kaynaklandığı rekombinasyon fiziğini ve son saçılma yüzeyini, evrenin içeriğini ve geometrisini kodlayan küçük sıcaklık anizotropilerini ve bunların açısal güç spektrumunu, ayrıca erken evreni ve yeniden iyonlaşma çağını araştıran soluk polarizasyonunu kapsamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Evren neden neredeyse homojen mikrodalga radyasyonla parlamaktadır?
- Kozmik mikrodalga arka plan ışımasını hangi olay ne zaman serbest bırakmıştır?
- Küçük anizotropileri evrenin bileşimini ve geometrisini nasıl ortaya koymaktadır?
- Polarizasyonu bize erken evren hakkında ne anlatmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Kara cisim spektrumu
- Son saçılma yüzeyi
- Rekombinasyon
- Sıcaklık anizotropisi
- Akustik zirveler
- Açısal güç spektrumu
- Polarizasyon
Temel kuramlar
- Kalıntı kara cisim radyasyonu
- Sıcak erken evren, termal denge halindeki radyasyonla doluydu; bu radyasyon, maddeden ayrıştıktan sonra, genişleme ile birkaç kelvine soğumuş, neredeyse mükemmel bir kara cisim spektrumu olarak bugün de varlığını sürdürmektedir.
- Akustik zirveler
- İlksel plazmadaki ses dalgaları, sıcaklık anizotropilerinin açısal güç spektrumunda karakteristik bir zirveler dizisi bırakır; bu zirvelerin konumları ve yükseklikleri kozmolojik parametreleri sıkı bir şekilde kısıtlamaktadır.
Klinik önem
Kozmik mikrodalga arka plan ışıması, kozmolojinin en güçlü gözlemsel dayanağını oluşturmaktadır: kara cisim spektrumu sıcak Büyük Patlama'yı doğrulamakta, anizotropileri sıradan madde, karanlık madde ve karanlık enerjinin yoğunluklarını yüzde düzeyinde hassasiyetle ölçmekte ve istatistikleri enflasyonu ve uzayın geometrisini test etmektedir.
Tarihçe
1940'larda Gamow'un grubu tarafından kalıntı radyasyon olarak öngörülen ve Dicke ile Peebles tarafından teorik olarak yeniden keşfedilen bu arka plan, 1965'te Penzias ve Wilson tarafından tesadüfen bulunmuştur. COBE, 1990'larda kara cisim spektrumunu doğrulamış ve anizotropileri tespit etmiştir. WMAP ve Planck ise uyum kozmolojisini oluşturan hassasiyetle onu haritalamıştır.
Tartışmalar
- Büyük ölçekli anormallikler
- En büyük açısal ölçeklerdeki düşük bir kuadrupol ve belirgin hizalanmalar gibi bazı beklenmedik özellikler, bunların istatistiksel tesadüfleri, ön plan kirliliğini veya standart modelin ötesinde yeni bir fiziği mi yansıttıkları konusunda tartışmalara yol açmıştır.
Öne çıkan isimler
- Arno Penzias
- Robert Wilson
- Robert Dicke
- James Peebles
- George Smoot
İlgili konular
Temel eserler
- penzias1965
- dicke1965
Sıkça sorulan sorular
- Kozmik mikrodalga arka plan ışıması neden mikrodalga bandındadır?
- Yaklaşık 3.000 kelvinlik bir plazmadan görünür ve kızılötesi ışık olarak yayılmıştır; ancak evrenin genişlemesi dalga boylarını yaklaşık bin kat uzatarak onu mikrodalga bölgesine kırmızıya kaydırmış ve yaklaşık 2,7 kelvine soğutmuştur.
- Kozmik mikrodalga arka plan ışımasından daha eski bir şey görebilir miyiz?
- Işıkla değil: rekombinasyondan önce evren fotonlara karşı opaktı, bu nedenle kozmik mikrodalga arka plan ışıması gözlemlenebilir en erken elektromanyetik sinyaldir; daha önceki çağlara ulaşmak nötrinolar veya kütleçekim dalgaları gibi başka taşıyıcılar gerektirmektedir.