Czym jest kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła?

Erik M. Leitch z University of Chicago wyjaśnia.

Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, w skrócie CMB, to słaba poświata światła, która wypełnia wszechświat, padając na Ziemię ze wszystkich kierunków z niemal jednakową intensywnością. Jest to szczątkowe ciepło stworzenia – poświata wielkiego wybuchu – przepływające przez kosmos przez ostatnie 14 miliardów lat, jak ciepło z nagrzanej słońcem skały, ponownie wypromieniowywanej w nocy.

Od wczesnych lat dwudziestych wieku, dwie koncepcje zmieniły sposób myślenia astronomów o obserwacji wszechświata. Po pierwsze, jest fantastycznie duży; Dzisiejsza część Wszechświata to sfera o promieniu prawie 15 miliardów lat świetlnych, a to, jak sądzimy, jest tylko wierzchołkiem góry lodowej. Po drugie, światło porusza się ze stałą prędkością. Prostą konsekwencją tych idei jest to, że kiedy patrzysz na coraz bardziej odległe obiekty, „widzisz coraz dalej wstecz w czasie – czasami rzeczywiście bardzo daleko wstecz. Kiedy na przykład widzisz Jowisza świecącego na nocnym niebie, „Spoglądamy około godziny wstecz w czasie, podczas gdy światło z odległych galaktyk uchwycone przez dzisiejsze teleskopy zostało wyemitowane miliony lat temu.

KMPT jest najstarszym światłem, jakie możemy zobaczyć – najbardziej odległym zarówno w czas i przestrzeń, na którą możemy spojrzeć. To światło wyruszyło w swoją podróż ponad 14 miliardów lat temu, na długo przed powstaniem Ziemi, a nawet naszej galaktyki. Jest to relikt wczesnego dzieciństwa Wszechświata, czas, kiedy nie był to zimny, ciemny obszar, jakim jest teraz, ale zamiast tego był burzą ognia i cząstek elementarnych. Znajome obiekty, które otaczają nas dzisiaj – gwiazdy, planety, galaktyki i tym podobne – ostatecznie łącząc się z tymi cząstkami, gdy wszechświat rozszerzał się i ochładzał.

To szczątkowe promieniowanie ma kluczowe znaczenie dla badań kosmologii, ponieważ nosi na sobie ślad kopalny tych cząstek, wzór zmiany intensywności, na podstawie których możemy odczytać istotne statystyki wszechświata, takie jak identyfikacja podejrzanego na podstawie jego odcisku palca.

Kiedy to kosmiczne światło tła zostało uwolnione miliardy lat temu, było tak gorące i jasne jak powierzchnia gwiazdy. Ekspansja wszechświata jednak od tamtej pory rozciągnęła przestrzeń tysiąckrotnie. Długość fali światła rozciągnęła się wraz z nim do mikrofalowej części widma elektromagnetycznego, a KMPT ochłodził się do obecnego -dniowa temperatura e, coś, co gloryfikowane termometry znane jako radioteleskopy rejestrują przy około 2,73 stopnia powyżej zera bezwzględnego.
Odpowiedź pierwotnie opublikowana 13 października 2003 r.