Hvor mange romferder har studert cosmic microwave background?
Det første oppdraget fra verdensrommet spesielt designet for å studere cosmic microwave background (CMB) var Cosmic Background Explorer (COBE), som ble skutt opp av NASA i 1989., Blant de viktigste funnene var at i gjennomsnitt over hele himmelen, CMB viser et spektrum som er i overensstemmelse ekstremt presist til en såkalt «black body» (dvs. rent termisk stråling) ved en temperatur på 2.73 Kelvin, men at det også viser svært små temperatursvingninger på ordre over 1 del i 100,000 over himmelen. Disse funnene ble belønnet med prisen for 2006 nobelprisen i Fysikk til John Mather og George Smoot.,
NASA»s andre generasjon plass misjon, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ble lansert i 2001 for å studere disse svært små svingninger i mye mer detalj. Svingningene var trykt på CMB på det øyeblikket hvor fotoner og saken er frakoblet 380,000 år etter Big Bang, og reflektere litt høyere og lavere tettheter i den opprinnelige Universet. Disse svingningene ble stammer fra en tidligere epoke – umiddelbart etter Big Bang – og senere skulle vokse, under påvirkning av tyngdekraften, noe som gir opphav til stor-skala struktur (dvs., klynger og superclusters av galakser) som vi ser rundt oss i dag. WMAP»s resultatene har bidratt til å bestemme andelen av de grunnleggende bestanddeler av Universet, og til å etablere standard modell av kosmologi utbredt i dag, og dets forskere, ledet av Charles Bennett, har fått mange premier i fysikk i de mellomliggende år.
til Slutt, ESA»s Planck ble lansert i 2009 for å studere CMB i enda større detalj enn noen gang før., Det dekker et bredere frekvensområde i flere band og på høyere følsomhet enn WMAP, noe som gjør det mulig å lage en mye mer nøyaktig separasjon av alle komponentene i submillimetre og mikrobølgeovn bølgelengde himmelen, inkludert mange forgrunnen kilder, slik som utslipp fra vår egen Galakse melkeveien. Dette grundig bilde dermed avslører CMB og sine små svingninger i mye større detalj og presisjon enn tidligere oppnådd., Målet med Planck er å bruke denne større følsomhet for å bevise standard modell av kosmologi hinsides tvil eller, mer enticingly, til å søke om avvik fra modellen, noe som kan gjenspeile ny fysikk utover det.
Hva gjør cosmic microwave background se ut?
cosmic microwave background (CMB) er påvist i alle retninger på himmelen og ser ut til å mikrobølgeovn teleskoper som en nesten jevn bakgrunn. Planck ‘s forgjengere (NASA»s COBE og WMAP oppdrag) målt temperaturen på CMB å være 2.726 Kelvin (ca -270 grader Celsius) nesten overalt på himmelen., Den ‘nesten’ er den viktigste faktoren her, fordi små svingninger i temperatur, med bare en brøkdel av en grad, representerer forskjeller i tettheter av struktur, på både små og store skalaer, som var til stede rett etter at Universet ble dannet. De kan tenkes som frø for hvor galaksene vil etter hvert vokse. Planck»s instrument detektorer er så følsom at temperaturen varianter av noen milliondeler av en grad er gjenkjennelig, gir større innsikt til arten av tetthet svingninger presentere kort tid etter fødselen av Universet.,
Hva er ‘standard modell av kosmologi», og hvordan forholder det seg til CMB?
standard modell av kosmologi hviler på antagelsen om at, på svært store skalaer, Universet er homogen og isotropic, noe som betyr at dens egenskaper er svært lik på alle punkt, og at det er ingen spesielle retninger i rommet. I denne modellen, Universet ble født nesten 14 milliarder år siden: på denne tiden, tetthet og temperaturen var svært høy – en tilstand referert til som «hot Big Bang»., Universet har vokst siden den gang, som demonstrert av observasjoner utført siden slutten av 1920-tallet. Det rike utvalget av struktur som vi kan observere på relativt små skjell er resultatet av ørsmå, tilfeldige svingninger som var innebygd i løpet av kosmisk inflasjon – en tidlig periode av akselerert ekspansjon som fant sted umiddelbart etter hot Big Bang – og som senere skulle vokse under påvirkning av tyngdekraften til galakser og galaxy klynger.,
standard modell av kosmologi ble avledet fra en rekke ulike astronomiske observasjoner basert på helt ulike fysiske prosesser. For å avstemme data med teori, men cosmologists har lagt til to ekstra komponenter som mangler eksperimentell bekreftelse: mørk materie, en usynlig materie komponent som web-distribusjon som på store skalaer utgjør stillaset der galakser og andre kosmiske struktur dannet, og mørk energi, en mystisk komponent som gjennomtrenger Universet og er en drivkraft i sin nåværende akselerert ekspansjon., Standard modell av kosmologi kan beskrives med et relativt lite antall parametre, inkludert: tettheten av vanlig materie, mørk materie og mørk energi, hastigheten av kosmiske ekspansjonen på det nåværende epoken (også kjent som Hubble konstant), geometrien av Universet, og den relative mengden av den opprinnelige svingninger innebygd i løpet av inflasjon på ulike skalaer og deres amplitude.