באדיבות וויקיפדיה
קרינת הרקע הקוסמית (CMB) היא עדות מכרעת התומכת במודל המפץ הגדול כראשית היקום. לראשונה, היא נצפתה בטעות על ידי מהנדסי הרדיו ארנו פנזיאס ורוברט וילסון ב- 1965, קרינת CMB היא קרינה בתחום המיקרוגל מפוזרת ואחידה, שמגיעה מכל הכיוונים בשמים. האסטרונומים ביקשו לקלוט תחומים נרחבים יותר של ה- CMB, באמצעות לוויינים ובלונים ששוגרו מעל לחלק הארי של האטמוספירה. שלוש משימות חלל בפרט תרמו לשיפור במדידת קרינה זו בפירוט ובדיוק הולך וגדל. לוויין מחקר הקרינה הקוסמית של נאס"א (COBE) אסף נתונים מ- 1989 עד 1996, והיה הראשון לזהות שינויים קלים בעוצמת הקרינה. לאחר מכן הגיע Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ה- WMAP ב- 2001. WMAP אסף נתונים במשך כעשור ומדידותיו המדויקות מאוד מציבות אילוצים למערכת הפרמטרים של מודל המפץ הגדול. הניסוי החדיש ביותר הוא משימת פלאנק של סוכנות החלל האירופית, שהושקה בשנת 2009. רמת הדיוק של נתוני פלאנק גבוהה פי עשר אלפים מהמדידות של פנזיאס ווילסון.
באדיבות וויקיפדיה
לקרינה רקע בתחום מיקרוגל יש שתי תכונות בולטות. ראשית, יש לה ספקטרום של קרינת חום, בעלת נתונים המתאימים בדיוק רב לעקומת הקרינה של גוף שחור בטמפרטורה של K2.726. שימו לב שאנחנו יכולים לציין את הטמפרטורה בארבע ספרות משמעותיות ודיוק של אלפיות מעלה – זהו המספר המדויק ביותר שנמדד עד כה בקוסמולוגיה. לקרינה הרקע הקוסמית יש ספקטרום תרמי מושלם ביותר שנצפה עד כה בהשוואה לכל מקום אחר בטבע. האסטרונומים מאמינים כי קרינה זו נוצרה כ- 380,000 שנים לאחר המפץ הגדול, משמעות הדבר היא כי היקום היה שרוי בשיווי משקל תרמי באותו זמן. שנית, הקרינה היא איזוטרופית כמעט לחלוטין, כלומר יש לה אותה עוצמה בכל הכיוונים. אם נייצג את עוצמת הקרינה בתחום המיקרוגל על פני שטח בריכה שגודלה 100 מטר, אזי גובהה של אדוות המים השקולה לא תעלה על כמה מילימטרים. שינויים קטנים אלה נוצרים בשל הבדלי צפיפות זעירים ביקום המוקדם, שינויים שהובילו להיווצרותם של מבנים וחללים ביקום.
כאשר אנו צופים בקרינת CMB, אנחנו צריכים לתקן את הקרינה המתקבלת בשל מספר גורמים: תנועת השמש סביב מרכז הגלקסיה, תנועת הגלקסיה בקבוצה המקומית, ואת תנועת הקבוצה המקומית ביחס לצביר הבתולה. הרקע מעט חם יותר, או כחלחל, בכיוון שאנחנו נעים לעברו (קבוצת אריה) וקצת יותר קריר, או אדמדם, בכיוון ההפוך (קבוצת דלי). מהירות התנועה שלנו היא 371 km/s לכיוון האריה, אשר מתרגם 0.0035 K קרינה חמה בכיוון זה ו 0.0035 K קריר יותר בכיוון של מזל דלי.
באדיבות NASA
קרינת CMB מגיעה אלינו מכל הכיוונים. אין זה אומר שאנחנו נמצאים במרכז היקום, אלא פרושו של דבר ש- CMB שוחררה מכל נקודה בחלל לפני כמעט 13.7 מיליארד שנה. אם ניסע אל הקצה השני של היקום, עדיין נראה את אותה הקרינה, אבל הפוטונים שנראה יגיעו ממקומות אחרים בחלל. הנה דרך נוספת לחשוב על כך. אם אתה שוחה מתחת למים בלילה, פנס הראש שלך יוכל להאיר כמות קבועה של חומר סביב ראשך, בזמן השחייה נפח המים שתוכל לראות יהיה תמיד נפח כדורי באותו גודל, אבל הכדור שתראה ישתנה. בקרינת CMB, כאשר אנו נעים אנו רואים פוטונים שמקורם ממקומות שונים (תידרש תנועה מסיבית, בלתי אפשרית, כדי לראות שינוי בפועל בקרינה), אבל אנחנו תמיד נראה את עצמנו במרכז קרינת CMB . דרך נוספת להציג זאת היא לטעון כי המפץ הגדול היה יצירת כל החלל, כך שרידי קרינה ממלאים כל מקום ביקום מפני, שהמפץ הגדול נמצא בכל מקום.
קרינת ה- CMB מחלחלת לכל המרחב, ויש לקחת בחשבון את האנרגיה שהיא מייצרת, כאשר המדענים מנסים לחזות כיצד יסתיים היקום, וכמה זמן ייקח לחורים שחורים להתאדות. בכל נשימה שאתם נושמים, אתם שואפים כ- 100,000 פוטונים עתיקים. הפוטונים כה חלשים עד שאין סכנה בריאותית הנשקפת מקרינה זו; ההספק הוא רק 10-5 וואט, או אחד חלקי עשרה מיליון מעוצמת האור של נורה. כדי לראות את הקרינה בעצמך, כוונן טלוויזיה ישנה (אחת עם שפופרת במקום מסך שטוח) בין התחנות. מקורם של כ 1% מכתמי הרעש על המסך הוא אינטראקציות עם קרינת הרקע קוסמית. עדויות המפץ הגדול סביבנו. באותו זמן נוצרו הבדלים זעירים בצפיפות של היקום המוקדם; הבדלים שמובילים להיווצרות מבנים וחללים.
Author: Chris Impey