Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της ακτινοβολίας του φάσματος κοσμικής υποβάθρου;
1. Blackbody Spectrum:
* Το CMB έχει σχεδόν τέλειο φάσμα μαύρου σώματος με ένταση κορυφής σε μήκος κύματος περίπου 1,9 mm, που αντιστοιχεί σε θερμοκρασία 2,725 kelvin (-454,7 βαθμοί Fahrenheit). Αυτή είναι μια ισχυρή ένδειξη ότι το CMB προέρχεται από μια ζεστή, πυκνή, ομοιόμορφη κατάσταση στο πρώιμο σύμπαν.
2. Ισοτροπία (σχεδόν ομοιομορφία):
* Το CMB είναι αξιοσημείωτα ομοιόμορφο προς όλες τις κατευθύνσεις, με μόνο πολύ μικρές παραλλαγές της θερμοκρασίας. Αυτή η ομοιογένεια υποδηλώνει ότι το πρώιμο σύμπαν ήταν εξαιρετικά ομαλό και ομοιόμορφο, με διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μικρότερο από 1 μέρος σε 100.000.
3. Διπολική ανισοτροπία:
* Το CMB δείχνει μια ελαφριά διπολική ανισοτροπία, που σημαίνει ότι υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της κατεύθυνσης της κίνησης της Γης και της αντίθετης κατεύθυνσης. Πρόκειται για ένα αποτέλεσμα Doppler που προκαλείται από την κίνηση της Γης σε σχέση με το πλαίσιο ανάπαυσης CMB.
4. Διακυμάνσεις μικρής κλίμακας (ανισοτροπίες):
* Παρά τη συνολική ομοιογένεια, το CMB περιέχει πολύ μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ή ανισοτροπίες σε μικρότερες κλίμακες. Αυτές οι διακυμάνσεις είναι εξαιρετικά ελαφρές, συνήθως της τάξης των 10 microkelvin. Αυτές οι διακυμάνσεις είναι κρίσιμες επειδή διαθέτουν πληροφορίες για το πρώιμο σύμπαν, συμπεριλαμβανομένων των αρχικών παραλλαγών πυκνότητας, οι οποίες τελικά οδήγησαν στο σχηματισμό γαλαξιών και άλλων δομών μεγάλης κλίμακας.
5. Πόλωση:
* Το CMB είναι επίσης πολωμένο, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα του ταλαντεύονται κατά προτίμηση σε ορισμένες κατευθύνσεις. Αυτή η πόλωση προκαλείται από τη διασπορά των φωτονίων από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο πρώιμο σύμπαν. Το πρότυπο της πόλωσης παρέχει πρόσθετες πληροφορίες για το πρώιμο σύμπαν, όπως η παρουσία βαρυτικών κυμάτων.
6. Κοσμικό redshift:
* Λόγω της επέκτασης του σύμπαντος, το μήκος κύματος των φωτονίων CMB έχει τεντωθεί, προκαλώντας τους σε κόκκινη μετατόπιση. Αυτή η ερυθρή μετατόπιση είναι υπεύθυνη για τη χαμηλή θερμοκρασία του CMB και τη συχνότητα μικροκυμάτων.
7. Αφθονία:
* Το CMB είναι η πιο άφθονη μορφή φωτός στο σύμπαν, γεμίζοντας όλο το διάστημα με χαμηλή αλλά μετρήσιμη πυκνότητα ενέργειας.
Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν το CMB ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη του πρώιμου σύμπαντος. Με την ανάλυση του φάσματος CMB, των ανισοτροπιών, της πόλωσης και άλλων ιδιοτήτων, οι αστρονόμοι μπορούν να μάθουν για το Big Bang, την εξέλιξη του σύμπαντος και την προέλευση των μεγάλων δομών.
