hoeveel ruimtemissies hebben de kosmische microgolfachtergrond bestudeerd?de eerste ruimtemissie speciaal ontworpen om de kosmische microgolfachtergrond (CMB) te bestuderen was de Cosmic Background Explorer (Cobe), gelanceerd door NASA in 1989., Een van zijn belangrijkste ontdekkingen was dat de CMB, gemiddeld over de hele hemel, een spectrum toont dat extreem precies overeenkomt met een zogenaamde ‘black body’ (pure warmtestraling) bij een temperatuur van 2,73 Kelvin, maar dat het ook zeer kleine temperatuurschommelingen vertoont in de Orde van 1 op de 100.000 aan de hemel. Deze bevindingen werden beloond met de toekenning van de Nobelprijs voor de natuurkunde 2006 aan John Mather en George Smoot.,de tweede ruimtemissie van de NASA, de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), werd in 2001 gelanceerd om deze zeer kleine fluctuaties veel gedetailleerder te bestuderen. De fluctuaties werden ingeprent op de CMB op het moment dat de fotonen en materie 380.000 jaar na de oerknal ontkoppeld werden, en reflecteerden iets hogere en lagere dichtheden in het oeruniversum. Deze schommelingen ontstonden in een vroeger tijdperk – direct na de oerknal – en zouden later, onder invloed van de zwaartekracht, groeien, waardoor de grootschalige structuur ontstond (d.w.z., clusters en superclusters van sterrenstelsels) die we vandaag om ons heen zien. De resultaten van WMAP hebben bijgedragen aan het bepalen van de verhoudingen van de fundamentele bestanddelen van het universum en aan het standaardmodel van kosmologie dat vandaag de dag overheerst, en zijn wetenschappers, onder leiding van Charles Bennett, hebben vele prijzen in de natuurkunde in de tussenliggende jaren vergaard.
ten slotte werd in 2009 het ESA-Planck gelanceerd om het CMB nog gedetailleerder dan ooit tevoren te bestuderen., Het bestrijkt een breder frequentiebereik in meer banden en met een hogere gevoeligheid dan WMAP, waardoor het mogelijk is om een veel nauwkeuriger scheiding te maken van alle componenten van de submillimeter en microgolflengtehemel, inclusief vele voorgrondbronnen zoals de emissie van onze eigen Melkweg. Dit grondige beeld onthult de CMB en zijn kleine fluctuaties in veel meer detail en precisie dan voorheen., Het doel van Planck is om deze grotere gevoeligheid te gebruiken om het standaardmodel van de kosmologie zonder twijfel te bewijzen of, meer verleidelijk, om te zoeken naar afwijkingen van het model die een nieuwe fysica zouden kunnen weerspiegelen.
hoe ziet de kosmische microgolfachtergrond eruit?de kosmische microgolfachtergrond (CMB) wordt gedetecteerd in alle richtingen van de hemel en lijkt voor microgolftelescopen als een bijna uniforme achtergrond. Planck ’s voorgangers (NASA’ s Cobe en WMAP missies) gemeten de temperatuur van de CMB op 2,726 Kelvin (ongeveer -270 graden Celsius) bijna overal aan de hemel., Het ‘bijna’ is hier de belangrijkste factor, omdat kleine schommelingen in de temperatuur, met slechts een fractie van een graad, verschillen in dichtheid van de structuur vertegenwoordigen, op zowel kleine als grote schaal, die aanwezig waren direct na de vorming van het universum. Ze kunnen worden voorgesteld als zaden voor waar sterrenstelsels uiteindelijk zouden groeien. Planck ‘ s instrument detectoren zijn zo gevoelig dat temperatuurvariaties van een paar miljoenste graad te onderscheiden zijn, wat meer inzicht geeft in de aard van de dichtheidsfluctuaties die kort na de geboorte van het universum aanwezig zijn.,
Wat is ‘het standaardmodel van de kosmologie’ en hoe verhoudt het zich tot de CMB?het standaardmodel van de kosmologie berust op de veronderstelling dat het heelal op zeer grote schaal homogeen en isotroop is, wat betekent dat zijn eigenschappen op elk punt zeer vergelijkbaar zijn en dat er geen voorkeursrichtingen in de ruimte zijn. In dit model werd het universum bijna 14 miljard jaar geleden geboren: op dit moment waren de dichtheid en temperatuur extreem hoog – een toestand die “hete oerknal”wordt genoemd., De rijke verscheidenheid aan structuren die we op relatief kleine schaal kunnen waarnemen, is het resultaat van minuscule, willekeurige fluctuaties die ingebed waren tijdens de kosmische inflatie – een vroege periode van versnelde expansie die onmiddellijk na de hete oerknal plaatsvond – en die later onder invloed van de zwaartekracht zouden groeien tot sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels.,
het standaardmodel van de kosmologie is afgeleid van een aantal verschillende astronomische observaties gebaseerd op volledig verschillende fysische processen. Om de gegevens met de theorie te verzoenen, hebben kosmologen echter twee extra componenten toegevoegd die geen experimentele bevestiging hebben: donkere materie, een component van onzichtbare materie waarvan de web-achtige verdeling op grote schalen het schavot vormt waar sterrenstelsels en andere kosmische structuur zijn gevormd; en donkere energie, een mysterieuze component die het universum doordringt en de huidige versnelde expansie drijft., Het standaardmodel van de kosmologie kan worden beschreven door een relatief klein aantal parameters, waaronder: de dichtheid van gewone materie, donkere materie en donkere energie, De snelheid van kosmische expansie in het huidige tijdperk (ook bekend als de Hubble-constante), de geometrie van het universum, en de relatieve hoeveelheid van de oerfluctuaties ingebed tijdens inflatie op verschillende schalen en hun amplitude.