ile misji kosmicznych zbadało kosmiczne mikrofalowe Tło?
pierwszą misją Kosmiczną zaprojektowaną specjalnie do badania kosmicznego mikrofalowego tła (CMB) był Cosmic Background Explorer (COBE), wystrzelony przez NASA w 1989 roku., Wśród jego kluczowych odkryć było to, że uśrednione na całym niebie, CMB pokazuje widmo, które jest bardzo dokładnie zgodne z tak zwanym „czarnym ciałem” (tj. czystym promieniowaniem termicznym) w temperaturze 2,73 Kelvina, ale pokazuje również bardzo małe wahania temperatury rzędu 1 części na 100 000 na niebie. Odkrycia te zostały nagrodzone w 2006 roku Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki dla Johna Mathera i George ' a Smoota.,
druga generacja misji kosmicznej NASA, Wilkinson Microwave Anizotropy Probe (WMAP) została wystrzelona w 2001 roku w celu zbadania tych bardzo małych wahań w dużo bardziej szczegółowo. Fluktuacje zostały odciśnięte na CMB w momencie, gdy fotony i Materia oddzieliły się 380 000 lat po Wielkim Wybuchu i odzwierciedlają nieco wyższe i niższe gęstości w pierwotnym wszechświecie. Fluktuacje te powstały we wcześniejszej epoce – zaraz po Wielkim Wybuchu-i Później rosły pod wpływem grawitacji, dając początek strukturze na dużą skalę (tj., gromady i supergromady galaktyk), które widzimy wokół siebie dzisiaj. Wyniki WMAP pomogły określić proporcje podstawowych składników wszechświata i ustanowić standardowy model kosmologii rozpowszechniony dzisiaj, a jego naukowcy, kierowani przez Charlesa Bennetta, zdobyli wiele nagród w dziedzinie fizyki w ciągu następnych lat.
, Obejmuje szerszy zakres częstotliwości w większej liczbie pasm i przy wyższej czułości niż WMAP, dzięki czemu możliwe jest znacznie dokładniejsze oddzielenie wszystkich składników nieba o długości fali submilimetrowej i mikrofalowej, w tym wielu źródeł pierwszoplanowych, takich jak emisja z naszej własnej galaktyki Drogi Mlecznej. Ten dokładny obraz pokazuje więc CMB i jego drobne wahania w znacznie większej szczegółowości i precyzji niż wcześniej osiągane., Celem Plancka jest wykorzystanie tej większej wrażliwości do udowodnienia standardowego modelu kosmologii ponad wszelką wątpliwość lub, bardziej kusząco, do poszukiwania odchyleń od modelu, które mogłyby odzwierciedlać nową fizykę poza nim.
jak wygląda kosmiczne tło mikrofalowe?
kosmiczne mikrofalowe tło (CMB) jest wykrywane we wszystkich kierunkach nieba i wydaje się teleskopom mikrofalowym jako prawie jednolite tło. Poprzednicy Plancka (misje COBE i WMAP NASA) mierzyli temperaturę CMB na poziomie 2,726 Kelvina (około -270 stopni Celsjusza) niemal wszędzie na niebie., „Prawie” jest tu najważniejszym czynnikiem, ponieważ niewielkie wahania temperatury, o zaledwie ułamek stopnia, reprezentują różnice w gęstościach struktury, zarówno w małych, jak i dużych skalach, które były obecne tuż po utworzeniu wszechświata. Można je sobie wyobrazić jako nasiona, gdzie w końcu wyrosną galaktyki. Detektory przyrządów Plancka są tak czułe, że można rozróżnić wahania temperatury rzędu kilku milionowych części stopnia, co zapewnia lepszy wgląd w naturę fluktuacji gęstości obecnych wkrótce po narodzinach wszechświata.,
czym jest „standardowy model kosmologii” i jak ma się on do CMB?
standardowy model kosmologii opiera się na założeniu, że w bardzo dużych skalach Wszechświat jest jednorodny i izotropowy, co oznacza, że jego właściwości są bardzo podobne w każdym punkcie i że w przestrzeni nie ma preferencyjnych kierunków. W tym modelu Wszechświat narodził się prawie 14 miliardów lat temu: w tym czasie jego gęstość i temperatura były niezwykle wysokie – stan określany jako „gorący Wielki Wybuch”., Wszechświat rozszerza się od tego czasu, o czym świadczą obserwacje prowadzone od końca lat 20. XX wieku. bogata różnorodność struktury, którą możemy obserwować na stosunkowo małych skalach, jest wynikiem niewielkich, przypadkowych fluktuacji, które zostały osadzone podczas kosmicznej inflacji – wczesnego okresu przyspieszonej ekspansji, która miała miejsce bezpośrednio po gorącym Wielkim Wybuchu – i która później rozrosła się pod wpływem grawitacji do galaktyk i gromad galaktyk.,
standardowy model kosmologii został zaczerpnięty z wielu różnych obserwacji astronomicznych opartych na zupełnie różnych procesach fizycznych. Aby jednak pogodzić dane z teorią, kosmolodzy dodali dwa dodatkowe składniki, które nie mają potwierdzenia eksperymentalnego: ciemna materia, niewidzialny składnik materii, którego sieciowe rozmieszczenie na dużych skalach stanowi rusztowanie, w którym formowały się galaktyki i inne struktury kosmiczne; oraz ciemna energia, tajemniczy składnik, który przenika wszechświat i napędza jego obecnie przyspieszoną ekspansję., Standardowy model kosmologii może być opisany przez stosunkowo niewielką liczbę parametrów, w tym: gęstość zwykłej materii, ciemnej materii i ciemnej energii, prędkość kosmicznej ekspansji w obecnej epoce( znana również jako stała Hubble ' a), geometrię wszechświata i względną ilość pierwotnych fluktuacji osadzonych podczas inflacji w różnych skalach i ich amplitudę.