Mikä on kosminen mikroaaltotaustasäteily?

Erik M.Leitch Chicagon yliopistosta selittää.

Kosminen mikroaaltotaustasäteily eli lyhyesti CMB, on heikko valohehku, joka täyttää maailmankaikkeuden ja putoaa maapallolle jokaisesta suunnasta lähes tasaisella voimakkuudella. Se on luomisen jäännöslämpö – valtavan räjähdyksen jälkivalo -, joka virtaa avaruuden läpi viimeisten 14 miljardin vuoden ajan, kuten auringon lämmittämän kallion lämpö, joka säteilee yöllä.

20. vuosisadan alusta lähtien vuosisadalla kaksi käsitettä ovat muuttaneet tähtitieteilijöiden ajattelua maailmankaikkeuden tarkkailemisesta. Ensimmäinen on se, että se on uskomattoman suuri; maailmankaikkeuden nykyinen osa on lähes 15 miljardin valovuoden säteellä oleva pallo, ja se on mielestämme vain jäävuoren huippu. Toinen on se, että valo kulkee kiinteällä nopeudella. Näiden ideoiden yksinkertainen seuraus on, että kun katsot yhä kauempana olevia esineitä, näet yhä kauemmas ajassa taaksepäin – joskus todella kaukana. Kun näet esimerkiksi Jupiterin loistavan yötaivaalla, ”Tarkastelemme noin tunti ajassa taaksepäin, kun taas kaukoputkien kaappaama valo kaukana tänään lähetettiin miljoonia vuosia sitten.

CMB on vanhin valo, jonka voimme nähdä – kauimpana takana molemmissa aika ja tila, jota voimme etsiä. Tämä valo lähti matkalleen yli 14 miljardia vuotta sitten, kauan ennen maapallon tai edes galaksimme olemassaoloa. Se on maailmankaikkeuden lapsenkengän pyhäinjäännös, aika, jolloin se ei ollut kylmä pimeä paikka nyt, vaan oli sen sijaan säteilyn ja alkuhiukkasten tulimyrsky. Tunnetut objektit, jotka ympäröivät meitä tänään – tähdet, planeetat, galaksit ja vastaavat – lopulta sulautuivat näihin hiukkasiin maailmankaikkeuden laajentuessa ja jäähtyessä.

Tämä jäännössäteily on kriittinen kosmologian tutkimuksessa, koska siinä on näiden hiukkasten fossiilinen jälki, pienimuotoinen malli voimakkuuden vaihtelut, joista voimme selvittää maailmankaikkeuden elintilastot, kuten epäillyn tunnistaminen sormenjäljestään.

Kun tämä kosminen taustavalo vapautettiin miljardeja vuosia sitten, se oli yhtä kuuma ja kirkas kuin pinta Tähden tähti. Maailmankaikkeuden laajeneminen on kuitenkin venyttänyt tilaa tuhannen kerran sen jälkeen. Valon aallonpituus on venytetty sen mukana sähkömagneettisen spektrin mikroaaltosuuntaan, ja CMB on jäähtynyt nykyiseen päivän lämpötila Radioteleskoopeiksi kutsuttujen kirkastettujen lämpömittareiden määrä on noin 2,73 astetta absoluuttisen nollan yläpuolella.
Vastaus lähetetty alun perin 13. lokakuuta 2003.