A kozmikus háttérsugárzás összetevői, újabb vizsgálati módszerei Miklósi Nikoletta Sajbán Mónika Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 2013/2014/2

A kozmikus háttérsugárzás (CMB) Kialakulása: (az ősrobbanás elmélet alapján) az anyag egykor elektromágneses plazma állapotban volt: az elektronok és az atommagok elektromos töltéssel rendelkeztek a fotonok állandóan szóródtak Világegyetem tágult → hőmérséklete csökkent: az elektronok az atommagokhoz kapcsolódtak, semleges atomok jöttek létre a fotonok már nem szóródtak, lecsatolódott egymásról az anyag és a sugárzás (→CMB) CMB ekvivalens hőmérséklete napjainkban: 2,725K (adott hullámhosszon, adott intenzitással sugárzó feketetest hőmérséklete) Felfedezése: Arno Penzias és Robert Wilson, 1965. egy érzékeny mikrohullámú antennát teszteltek iránytól, évszaktól és napszaktól független elektromágneses sugárzást észleltek az általuk mért sugárzás ekvivalens hőmérséklete 3,5 K volt Nobel-díj, 1978.

Fontosabb műszerek elektromágneses sugárzás mérésére használt berendezések felépítése általában: kúp alakú antenna erősítő (tranzisztor) sávszűrő dióda detektor HEMT: nagy elektron mozgékonyságú, alacsony zajú, fázismegőrző tranzisztor bolométer: környezetétől elszigetelt hődetektor, nincs fázismegőrző erősítés rádiódetektor: elektromágneses sugárzás rádióhullámú komponensének detektálására alkalmas, van fázismegőrző erősítés

Műszerek felbontóképessége

Eredmények 1. A kozmikus háttérsugárzás feketest-szerű. COBE: DIBRE (Diffuse Infrared Background Experiment) kozmikus eredetű infravörös sugárzás DMR (Differential Microwave Radiometer) kozmikus sugárzás érzékenysége FIRAS (Far Infrared Absolute Spechtrophotometer) kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást az abszolút feketetest sugárzásához hasonlította A kozmikus háttérsugárzás feketest-szerű. (Nobel-díj, 2006.:John C. Mather és George F. Smoot)

Eredmények 2. A kozmikus háttérsugárzás anizotróp. COBE, WMAP: Vörös → legmelegebb Kék→ leghidegebb COBE, WMAP: le kell vonni a galaktikus komponenst és a szonda-Föld-Naprendszer-Galaxis mozgásából származó Doppler-járulékot Planck-2013 A kozmikus háttérsugárzás anizotróp.

Összefoglalás A CMB létezése nem bizonyítja, de megerősíti az ősrobbanás elméletet A kozmikus háttérsugárzás feketetest-szerű és anizotróp Jelenleg is folynak vizsgálatok: - földi antennákkal (pl.: BICEP2) - ballonokkal - műholdakkal (pl.: Planck) Egyre jobb felbontású anizotrópia és polarizációs térképek 2014, BICEP2: a CMB vizsgálata során olyan polarizációs mintázatot kaptak, mintha azt egy gravitációs hullámháttér hozta volna létre → indirekt bizonyítéka a gravitációs hullámoknak

Köszönjük a figyelmet!