Cât de multe misiuni spațiale au studiat fundalul cosmic de microunde?
prima misiune spațială special concepută pentru a studia fundalul cosmic cu microunde (CMB) a fost Cosmic Background Explorer (COBE), lansat de NASA în 1989., Printre principalele sale descoperiri a fost că, în medie peste tot cerul, CMB prezinta un spectru conform extrem de precis de la un așa-numit corp negru’ (adică pur radiație termică), la o temperatură de 2,73 Kelvin, dar care, de asemenea, arată foarte mici fluctuații de temperatură de ordinul a 1 la 100.000 pe cer. Aceste descoperiri au fost recompensate cu Premiul Nobel pentru Fizică din 2006 lui John Mather și George Smoot.,misiunea spațială de a doua generație a NASA, sonda de anizotropie cu microunde Wilkinson (WMAP) a fost lansată în 2001 pentru a studia aceste fluctuații foarte mici în mult mai multe detalii. Fluctuațiile au fost imprimate pe CMB în momentul în care fotonii și materia s-au decuplat la 380.000 de ani după Big Bang și reflectă densități ușor mai mari și mai mici în universul primordial. Aceste fluctuații au apărut într – o epocă anterioară – imediat după Big Bang-și vor crește mai târziu, sub efectul gravitației, dând naștere structurii pe scară largă (adică., roiuri și superclustere de galaxii) pe care le vedem astăzi în jurul nostru. Rezultatele WMAP au ajutat la determinarea proporțiilor constituenților fundamentali ai Universului și la stabilirea modelului standard al cosmologiei care predomină astăzi, iar oamenii de știință, conduși de Charles Bennett, au obținut numeroase premii în fizică în anii care au urmat.în cele din urmă, Planck ESA a fost lansat în 2009 pentru a studia CMB în detaliu mai mare decât oricând., Acesta acoperă o gamă mai largă de frecvențe în mai multe benzi și la o sensibilitate mai mare decât WMAP, făcând posibilă o separare mult mai precisă a tuturor componentelor cerului de lungime de undă submilimetru și microunde, inclusiv multe surse de prim-plan, cum ar fi emisia din propria noastră galaxie Calea Lactee. Această imagine detaliată dezvăluie astfel CMB și fluctuațiile sale minuscule în detalii și precizie mult mai mari decât cele obținute anterior., Scopul lui Planck este de a folosi această sensibilitate mai mare pentru a dovedi modelul standard al cosmologiei fără îndoială sau, mai atrăgător, pentru a căuta abateri de la model care ar putea reflecta o nouă fizică dincolo de ea.
cum arată fundalul cosmic cu microunde?
fundalul cosmic cu microunde (CMB) este detectat în toate direcțiile cerului și apare telescoapelor cu microunde ca un fundal aproape uniform. Predecesorii lui Planck (misiunile COBE și WMAP ale NASA) au măsurat temperatura CMB pentru a fi 2.726 Kelvin (aproximativ -270 grade Celsius) aproape peste tot pe cer., „Aproape” este cel mai important factor aici, deoarece fluctuațiile mici ale temperaturii, cu doar o fracțiune de grad, reprezintă diferențe de densități de structură, atât la scară mică, cât și la scară mare, care au fost prezente imediat după formarea universului. Ele pot fi imaginate ca semințe pentru locul în care galaxiile ar crește în cele din urmă. Detectoarele de instrumente ale lui Planck sunt atât de sensibile încât variațiile de temperatură de câteva milioane de grade se disting, oferind o perspectivă mai mare asupra naturii fluctuațiilor de densitate prezente la scurt timp după nașterea Universului.,
ce este „modelul standard al cosmologiei” și cum se raportează la CMB?
modelul standard al cosmologiei se bazează pe presupunerea că, pe scări foarte mari, Universul este omogen și izotropic, ceea ce înseamnă că proprietățile sale sunt foarte asemănătoare în fiecare punct și că nu există direcții preferențiale în spațiu. În acest model, Universul s – a născut în urmă cu aproape 14 miliarde de ani: în acest moment, densitatea și temperatura sa erau extrem de ridicate-o stare denumită „Big Bang fierbinte”., Universul s-a extins de atunci, cum s-a demonstrat prin observații efectuate de la sfârșitul anilor 1920. Bogata varietate de structura pe care o putem observa în relativ mici scale este rezultatul minuscule, fluctuațiile aleatorii care au fost încorporate în timpul cosmic inflației – o perioadă timpurie de expansiune accelerată, care a avut loc imediat după Big Bang și care va crește mai târziu sub efectul gravitației în galaxii și grupuri de galaxii.,modelul standard al cosmologiei a fost derivat dintr-o serie de observații astronomice diferite, bazate pe procese fizice complet diferite. Pentru a reconcilia datele cu teoria, cu toate acestea, cosmologii au adăugat două componente suplimentare care lipsa confirmarea experimentală: materia întunecată, o materie invizibilă componentă a căror web, cum ar fi distribuția pe scară largă, constituie eșafod unde galaxii și alte cosmic structură formată; și energie întunecată, misterioasă componentă care intervine în Univers și este de conducere sale în prezent în expansiune accelerată., Modelul standard al cosmologiei poate fi descris printr-un număr relativ mic de parametri, printre care: densitatea materiei obișnuite, a materiei întunecate și a energiei întunecate, viteza expansiunii cosmice în epoca actuală (cunoscută și sub numele de Constanta Hubble), geometria Universului și cantitatea relativă a fluctuațiilor primordiale încorporate în timpul inflației pe diferite scări și amplitudinea lor.