Astronomiya

Kosmik Mikrodalğalı Arxa Planın temperaturu necə ölçülür?

Kosmik Mikrodalğalı Arxa Planın temperaturu necə ölçülür?

Kosmik Mikrodalğalı Fon missiyaları / teleskoplar CMB temperaturunu necə ölçür? QMİ-nin Planck spektrinə sahib olduğunu başa düşürəm. Beləliklə, düşünürdüm ki, bir strategiya müəyyən bir istiqamətdən gələn müxtəlif tezliklərə uyğun spektral parlaqlığı ölçmək və sonra bu məlumat nöqtələrini nəzəri Plank qanunu ilə müqayisə etmək ola bilər. Bu texnika praktik olaraq mümkündürmü?


Görülən budur. Bu, köhnə bir xkcd komiksində göstərilir https://xkcd.com/54/

Döngə CMB-də tezliklərin paylanmasını göstərir və maksimumun qeyd olunmuş dəyərindən istifadə edərək TB-nin görünən (qırmızı dəyişkən) temperaturunu təyin edə bilərsiniz.


Kosmik Mikrodalğalı Arxa Planın temperaturu necə ölçülür? - Astronomiya

Mikrodalğalı fon radiasiyasının ətraflı təhlili praktik olaraq qalaktika meydana gəlməsindən əvvəlki şərtlərə dair birbaşa sübutlarımızı verir. Mükəmməl izotropiyalardan spektral forma və gedişlər rekombinasiya dövründəki strukturların mövcudluğuna (müvəqqəti və açısal) dəlillər verir ki, bu da qalaktika və AGN kimi bir dövrdə formalaşmağa başlayana qədər gördüyümüz son görüşdür. z= 10 (və ya nə olursa olsun.). Bu son mühazirələrdəki materialların əksəriyyəti üçün çox faydalı iki istinad Peacock'dur Kosmoloji fizikası (Cambridge 1999) və Galaxy Formation Longair tərəfindən (Springer 1998). Rekombinasiya dövrünün mövcudluğu maddə və radiasiyanın sıxlığının kosmik miqyas faktorundan fərqli asılılıqlarına görə baş verir (1 /R& # 179 qarşı 1 /R 4 ).

Arxa fonda ən çox bilinən dalğalanma xəritələri COBE Diferensial Mikrodalğalı Radiometrdən (DMR) götürülmüşdür. Bu şəkillər, ortada qalaktik mərkəzlə qalaktik koordinatlarda 53 GHz-də ölçülən dörd illik məlumat məhsullarını göstərir. Yuxarıda ümumi fon temperaturu (mükəmməl bir təxmini boşdur), ortada ortalama dəyəri çıxarılaraq nəticəni böyüdülmüş bir uzanmada görürük. Bu, Samanyolu'nun indi arxa planda yayılan maddə sahəsi ilə əlaqəli hərəkəti və bir də Qalaktik plandan qalıq çirklənmə səbəbiylə bir Doppler sürüşməsi olaraq şərh olunan dipolu göstərir. Nəhayət dibində dipol çıxarıldığı zaman bütün səma dalğalanmalarını görürük (bu arada, CMBR-də heç bir daxili dipol quruluşunu nisbi hərəkətimizin təsirlərindən ayıra bilməyəcəyik). Yüksək qalaktik enliklərdəki fərdi dalğalanmalar indi əhəmiyyətlidir (bu, məlumatların 2 illik xəritələrinə əsaslanan ilk elanlara nisbətən bir irəliləyiş idi). Tenerife və Cənubi Qütb təcrübələri ayrıca fərdi quruluşları təsdiqlədi. Müxtəlif miqyaslı strukturların daha da irəliləməsi və birləşməsi, COBE nəticələrinin altında göstərilən Wilkinson Mikrodalğalı Anizotrop Probe (WMAP) ilk xəritələri ilə gəldi.

Yalnız nəhəng əlaqə məsələləri üçün deyil, narahatlıqların böyüməsi üçün də vacib olan son səpələnmiş səthdəki üfüq ölçüsü 184 (& Omega h & # 178) -1/2 Mpc-dir. Dalğalanma spektri (ümumiyyətlə sarsıntıda güc spektri kimi qəbul edilir l məsələn, Bessel sferadakı funksiyaları) KOMB-də quruluş xəritələrinin təkmilləşdirilməsi üzərində işlərin çox hissəsini aparan Kainatın başlanğıcındakı proseslərin yüksək dərəcədə diaqnostikasıdır. Kiçik dəyərlər üçün Sachs-Wolfe "platosu" gözləyirik l, akustik (və ya Doppler) zirvəyə aparan. Bu zirvənin yeri həm & Omega, həm də Lambda'ya həssasdır, genişliyi isə demək olar ki, tamamilə Omega'ya həssasdır. Modellər bu zirvənin harmoniklərinin daha yüksək dəyərlərə baxılması lazım olduğunu da proqnozlaşdırırlar l. Bunlar ictimaiyyətə açıqlanaraq araşdırıla bilər CMBFAST kod (baxın Seljak və Zaldarriaga 1996 ApJ 469, 437, daha yaxın zamanda həm qapalı, həm də açıq həndəsələri daxil etmək üçün yeniləndi; maraqlı fərq yalnız qapalı vəziyyətdə bükülmüş sferik dalğalara icazə verilir). Bu tipik proqnoz müxtəlif kosmoloji parametrlərin təsirlərini göstərən əlavə versiyaların daxil olduğu MAP WWW saytından götürülmüşdür:

WMAP nəticələrinin həqiqətən yeni cəhəti, sistematik səhvlərin potensial rolunu kəskin dərəcədə azaltmaqla yüksək bir səs-küy nisbətində yüksək angualar tərəzisini əhatə etməkdir. (Əslində, aşağı dəyərlər üçün l, biri kosmik dispersiya ilə məhdudlaşır - müşahidə etmək üçün erkən Universerin yalnız bir diliminə sahib olduğumuz və nə baş verərsə, işləyək). Kosmoloji kəmiyyətlər əldə edərkən, adətən, yerli olaraq gördüyümüz gücə niormalizes (100 Mpc miqyasda deyək). Ümumi sıxlıq parametri və Omega tot ilk (ən güclü) zirvənin yerini kiçikə keçir l daha yüksək dəyərlər üçün bu, o zamanla indiki dövr arasında nisbi tərəzi verən əyrilik ölçməsidir. Baryon sıxlığı tək və tək zirvələrin pik nisbətlərini dəyişdirir (akustik hərəkətlərin sıxılma fazalarında dağılma yolu ilə). Kosmoloji sabitinin və Lambdanın böyük dəyərləri ilk zirvəni daha yüksəklərə aparır l və aşağı amplituda, həm baryon sıxlığı, həm də H0 zirvələrin hündürlüyünü təsir edir. Bu cür təsirlərin niyə baş verdiyini görməyin faydalı bir yolu, rekombinasiyadakı Kainatın akustik olaraq ötürülən sürət narahatlıq sahəsinin əhatə etdiyini qeyd etməkdir (indi ki fərqli idi). Bu sahə dilimlərini rekombinasiyanı başa çatdırdığı vaxtın qırmızı sürüşmə genişliyi ilə görürük, buna görə daha kiçik miqyaslı dalğalanmalar azalacaq. Zirvələr və vadilər, hansı miqyasda konstruktiv və ya dağıdıcı şəkildə müdaxilə etmək üçün uyğun vaxtın olduğunu izah edir, çünki müəyyən bir nömrəyə görə k mərhələ gəlir e mən k t harada s səs sürətidir.

Qısa olsa da, rekombinasiya dövrü sıfırdan az müddətə sahib idi və bu da sürüşmədə sonlu bir qalınlığa çevrilir. Jones və Wyse (1985 A&A 149, 144) tərəfindən müəyyənləşdirildiyi kimi, kosmoloji asılılıqlar optik dərinlik və tau funksiyasını verərək demək olar ki, tamamilə ləğv edir (z) = 0.37 (z/ 1000) 14.25. Beləliklə, son səpələnmiş qırmızı sürüşmənin paylanması (xüsusən e - & tau d & tau / dz) demək olar ki, Gauss demək olar ki, orta səviyyəyə çatmışdır z= 1065 və standart sapma və sigmaz = 80. (WMAP məlumatları verir zrec = 1089 & # 177 97). Bu, mükəmməl bir temperaturlu bir qaraciyərə nisbətən spektri biraz dəyişdirəcək və bu görünən qabığın dərin dərinliyindən kiçik olan quruluşa görə pozuntuları söndürməklə özünü göstərəcəkdir. Rekombinasiya prosesinin təfərrüatları bu yaxınlarda Seager, Sasselov və Scott (2000, ApJS 128, 431) tərəfindən Peebles'in (1968 ApJ 153, 1) bütün müvafiq ionlar üçün tam radiasiya ötürmə kodları və inkişaf etmiş modelləri istifadə edərək yenidən araşdırıldı. ) və Zel'dovich et al. (1968 JETP Lett. 28, 146) problemi təxmini diferensial tənliklərə endirməkdə olduqca yaxşı nəticə verdi. Əlavə detallar mövcuddur, lakin bəzi müvafiq reaksiya nisbətlərində qeyri-müəyyənlik səviyyəsindədir. Fon şüalanmasının spektrini qiymətləndirərkən diqqətəlayiqdir (məsələn Peacock-un müalicəsinə baxın), brehmsstrahlung 10 6-cı sıranın yenidən sürüşməsində aktiv olduqda radiasiya spektrinin termal formasının qurulduğu və o zamanla aralarında böyük bir əlavə giriş olmadığı diqqət çəkir. rekombinasiyaya Planck formasından çıxma üçün mövcud məhdudiyyətlər icazə verilir.

NASA-nın Wilkinson Mikrodalğalı Anizotropiya Probu (WMAP) hələ L2 bölgəsində və ESA Planck boru kəməri ilə birlikdə daha da inkişaf etməlidir. Bunlar əsas kosmoloji parametrləri özləri ilə ölçmək üçün kifayət edən dalğalanma spektrində yüksək səviyyəli harmoniklərin əhəmiyyətli ölçülərini verməlidirlər.


Kosmik Mikrodalğalı Fonda dalğalanmalar

Kosmik mikrodalğalı fon, isti Böyük Partlayışdan sonra qalan parıldayan radiasiyadır. İstiliyi səmada son dərəcə eynidir. Bununla birlikdə, kiçik temperatur dəyişikliyi və ya dalğalanmalar (milyon səviyyəsində), kainatın mənşəyi, təkamülü və məzmunu barədə böyük bir məlumat verə bilər.

Bir uzay gəmisi ilə dünyaya yaxınlaşsaydınız, ilk görəcəyiniz şey planetin kürə şəklində olmasıdır. Yer üzünə yaxınlaşarkən səthin qitələrə və okeanlara bölündüyünü görərdiniz. Qitələri əhatə edən dağları, şəhərləri, meşələri və səhraları görmək üçün Yer səthini çox diqqətlə öyrənməlisiniz.

Eynilə, kosmoloqlar otuz il əvvəl mikrodalğalı səmaya ilk dəfə baxdıqda, onun təxminən bərabər olduğunu gördülər. Müşahidələr yaxşılaşdıqca dipol anizotropiyasını aşkar etdilər. Nəhayət, 1992-ci ildə Cosmic Background Explorer (COBE) peyki, Yer səthindəki & dağları görməyə bənzər ilk aşkarlamanı etdi: mikrodalğalı fon temperaturunda kosmoloji dalğalanmalar aşkar etdi. WMAP elm qrupunun bir neçə üzvü COBE proqramına rəhbərlik etməyə və kosmik gəmini düzəltməyə kömək edir. COBE-nin aşkarlanması Far InfraRed Anketində (FIRS) balonla aparılmış təcrübə ilə təsdiqləndi.

COBE və WMAP göy görüntülərinin müqayisəsi
COBE tərəfindən görülən dalğalanmalar WMAP (Simüle) tərəfindən görülən dalğalanmalar

Yuxarıdakı şəkillərin müqayisəsində, COBE elm qrupu tərəfindən hazırlanan sol tərəfdəki şəkillər, mikrodalğalı tezliklərdə göründüyü kimi səmanın üç yalançı rəngli şəklini göstərir. Sağdakı şəkillər WMAP təcrübəsinin aşkarladığı kompüter simulyasiyalarından birini göstərir. Qeyd edək ki, WMAP, göyün COBE xəritələrində göründüyündən daha incə xüsusiyyətləri aşkarlayır. Bu əlavə açısal qətnamə, elm adamlarına, COBE tərəfindən veriləndən əlavə, kainatdakı şərtlər haqqında çox sayda əlavə məlumat verməyə imkan verir.

Xəritələrin istiqamətliliyi elədir ki, Samanyolu təyyarəsi hər bir görüntünün mərkəzindən üfüqi uzanır. Üst rəqəmlər, mikrodalğalı səmanın istiliyinin göyün 0 Kelvin (mütləq sıfır), qırmızıın isə 4 Kelvin olduğu bir miqyasda olduğunu göstərir. Qeyd edək ki, temperatur bu miqyasda tamamilə vahid görünür. Kosmik mikrodalğalı fonun həqiqi temperaturu 2.725 Kelvindir. Orta şəkil cütü mavi ilə 2.721 Kelvinə, qırmızı ilə 2.729 Kelvinə bərabər bir miqyasda göstərilən eyni xəritəni göstərir. & Quotyin-yang & quot modeli Günəşin kosmik mikrodalğalı fonun qalan çərçivəsinə nisbətən hərəkəti nəticəsində yaranan dipol anizotropiyasıdır. Alt rəqəm cütü, dipol anizotropiyası xəritədən çıxarıldıqdan sonra mikrodalğalı səmanı göstərir. Bu çıxarılma xəritədəki əksər dalğalanmaları aradan qaldırır: qalanları otuz qat daha kiçikdir. Bu xəritədə, qırmızı ilə göstərilən isti bölgələr, mavi ilə göstərilən soyuq bölgələrə nisbətən 0.0002 Kelvin daha isti.

Son rəqəmdə görünən dalğalanmalar üçün iki əsas mənbə var:

  • Süd Yolundan gələn emissiya xəritənin ekvatorunda üstünlük təşkil edir, lakin ekvatordan olduqca kiçikdir.
  • Görünən kainatın kənarından dalğalanan emissiya ekvatordan uzaq bölgələrdə üstünlük təşkil edir.
  • Xəritələrdə alətlərin özlərindən də qalıq səs-küy var, lakin bu səs bu xəritələrdəki siqnallarla müqayisədə olduqca azdır.

Bu kosmik mikrodalğalı temperatur dalğalanmalarının, ilk partlayışdan qısa müddət sonra həkk olunduğu üçün maddənin sıxlığındakı dalğalanmaları izlədiyinə inanılır. Bu vəziyyətdə, erkən kainat və kainatdakı qalaktikaların və geniş miqyaslı quruluşun mənşəyi haqqında çox şey izah edirlər.


Kosmik Mikrodalğalı Fon Kainatın genişləndiyini necə göstərir?

Xülasə :: Həftələrdir axtardım və hələ də şübhə ilə.
Sadəcə elm adamının QMİ-nin məzmununa baxdığını bilirəm və ümumi nisbiliklə bu gün genişlənmə sürətini 73 km / s / Mpc hesablayır, amma heç bir yerdə bunun nə qədər dəqiq olduğunu demirəm. Zəhmət olmasa kömək edin.

Həftələrdir axtardım və hələ də şübhə ilə.
Sadəcə elm adamının QMİ-nin məzmununa baxdığını bilirəm və ümumi nisbiliklə bu gün genişlənmə sürətini 73 km / s / Mpc hesablayır, amma heç bir yerdə bunun nə qədər dəqiq olduğunu demirəm. Kainatın məzmunu bu gün kainatın genişlənmə sürəti ilə nə əlaqəlidir? Zəhmət olmasa kömək edin.

QMİ tamamilə vahid deyil. İçərisində kiçik dalğalanmalar var, nəticədə ulduzlara, qalaktikalara və qruplara çevrilən qeyri-bərabərliyin sübutu.

Mənim məhdud anlayışım budur ki, bu dalğalanmaların güc spektrinin kainatda mövcud olan maddə, radiasiya, qaranlıq maddə və qaranlıq enerjinin qarışığından asılı olduğu təxmin edilir. Beləliklə, güc spektrini ölçsəniz, proqnozu tərsinə çevirə və kainatdakı hər növün miqdarını təxmin edə bilərsiniz. Daha sonra hər hansı bir zamanda miqyas faktorunu və onun türevlerini əldə etmək üçün onları Friedmann tənliklərinə daxil edirsiniz və buna görə ## H_0 ##.

Xülasə :: Həftələrdir axtardım və hələ də şübhə ilə.
Sadəcə elm adamının QMİ-nin məzmununa baxdığını bilirəm və ümumi nisbiliklə bu gün genişlənmə sürətini 73 km / s / Mpc hesablayır, amma heç bir yerdə bunun nə qədər dəqiq olduğunu demirəm. Zəhmət olmasa kömək edin.

Həftələrdir axtardım və hələ də şübhə ilə.
Sadəcə elm adamının QMİ-nin məzmununa baxdığını bilirəm və ümumi nisbiliklə bu gün genişlənmə sürətini 73 km / s / Mpc hesablayır, amma heç bir yerdə bunun nə qədər dəqiq olduğunu demirəm. Kainatın məzmunu bu gün kainatın genişlənmə sürəti ilə nə əlaqəlidir? Zəhmət olmasa kömək edin.

CMB ümumiyyətlə böyük partlayış modelinin sübutu kimi qəbul edilir, çünki göründüyü kimi mükəmməl qara cisim spektrinin yenidən dəyişməsi səbəbindən məkanın genişlənməsini təsdiqləyir, amma əslində temperaturunun (və ya dalğa uzunluğunun) müşahidə yolu ilə rekombinasiyada olduğunu bilmirik . Rekombinasiya temperaturu tarazlıq nəzəriyyəsi ilə qiymətləndirilə bilər, amma bildiyim qədər bu proses mövcud CMB temperaturundan asılı deyil.

Gördüyüm kimi, QMİ-nin mikrodalğalı dalğa boylarında mövcudluğu əksər insanların gözündə böyük partlayış modelini təsdiqləmək üçün kifayətdir, çünki bu model tərəfindən tələb olunacaqdır. Bununla birlikdə Hubble və Lemaitre'nin qalaktika qırmızı sürüşmə korrelyasiyaları üzərində işi kimi genişlənən kosmosun digər müstəqil dəlilləri var.

Başqa bir qeyddə, QMİ inflyasiyanın göstəricisi ilə yanaşı qaranlıq enerjinin dəlillərini də təqdim edir (sürətlənən genişlənmə, hər ikisi də genişlənən kainatı nəzərdə tutan "inteqrasiya edilmiş Sachs Wolfe effekti" və bax.

Mənim məsələm budur ki, CMB redshift təxmininin özü bu gün temperaturdan asılıdır (Saha tənliyi). Beləliklə, bu gün müşahidə olunan temperaturdan rekombinasiyanın qırmızı sürüşməsini hesablamaq üçün istifadə edirik, daha sonra rekombinasiyada QMİ-nin temperaturunu hesablamaq üçün istifadə olunur. Hansı ki, genişlənmə sübutu olaraq buna etibar etmirik. Bəlkə də əhəmiyyətsizdir, amma mənim üçün bir az özünə istinad kimi görünür. CMB-nin mövcud modelə yaxşı uyğunlaşdığını deyərdim, lakin genişlənmə sübutu birbaşa ölçmələrdən qaynaqlanır. qalaktika qırmızı sürüşmə əlaqələri.

Tamamilə deyil. Çox yüksək dəqiqliklə olmasa da, CMB-də spektral xətləri aşkar edə bilərik. Beləliklə, istiliklə əlaqəli hesablamalar üçün ən azı kobud bir müstəqil yoxlamamız var.

Həm də bu gün CMB-nin temperaturunu çox dəqiq bir şəkildə ölçə bilərik, çünki onun spektri çox geniş bir frekans üçündür. Buna görə niyə bu günün istiliyinin istifadə etməli olduğumuz giriş nöqtələrindən biri olduğunun səbəbini görmürəm.

Xeyr, səndə bu geridədir. CMB-nin qırmızı sürüşməsini bu şəkildə qiymətləndirmə metodu əvvəlcə hər iki istiliyi - birbaşa ölçdüyümüz bugünkü temperaturu və hidrogenin məlum xüsusiyyətlərinə əsasən hesabladığımız rekombinasiyadakı temperaturu bilməyi əhatə edir. Bu iki temperaturun nisbəti o vaxtdan indiyə kimi CMB-nin qırmızı sürüşməsini verir.

Yuxarıda göstərildiyi kimi hesablanan qırmızı sürüşmə birbaşa genişlənmənin sübutudur, çünki qırmızı sürüşmə birbaşa kainatın rekombinasiyadan indiyə qədər genişlənmə faktorunu verir. (Daha dəqiq desək, bu genişlənmə faktoru ## 1 + z ##.) Qalaktikaların müşahidələrində mövcud olan tək mümkün qarışıq amil, yəni fərdi qalaktikaların ümumiyyətlə Hubble axını ilə birləşməməsi mövcud deyildir. o vaxtdan bəri QMİ ilə edir tam olaraq Hubble axını ilə birləşir.

Bəli, razıyam. Tarazlığın hesablanmasında Saha tənliyi xüsusiyyətləri və rekombinasiya temperaturu qırmızı sürüşmə ilə cari temperaturla əlaqələndirilir (yəni, modeldən asılıdır).

Sürəti anlamaq üçün darıxıram, doğrudur, amma əslində bu nə demək istədiyim və ya qarışıqlığa / təəccübə səbəb olan şey deyil və sadəcə əlavə etmək üçün ilk yazı OP-nin sübutların təbiətindən məmnun olmamasına rəğbət bəsləmək məqsədi daşıyırdı.

Düşünürəm ki, buradakı məsələ mənim (və bəlkə də digər insanların) müşahidə sübutlarını təşkil edən şeyləri başa düşməyimdir. Arxa fon radiasiyasının mikrodalğalı diapazonda olduğunu ölçsək, bunun bizə sürüşmə ilə əlaqəli olduğunu deyən kosmoloji modelimizdən başqa bir şey yoxdur. Buna görə də belə bir nəticə modeldən asılı deyildir, belə ki, bu ölçü həqiqətən eyni modelin etibarlılığına güclü bir dəlil ola bilərmi? Əlbətdə ki, radiasiya həqiqətən yenidən dəyişdirildiyi təqdirdə, modelin bəzi proqnozlarını təsdiqləyir. (Bəli, statik bir kainat bunu izah etməkdə çətinlik çəkə bilər, doğrudur, amma yenə də siqaret çəkən silah imo deyil.)

Spektroskopik qırmızı sürüşmə ölçülərinə baxın. Bunlar hərəkətin həqiqi ölçüləridir və modeldən asılıdır (hərəkətin həqiqi təbiətindən asılı olmayaraq). Mənbə ilə mənbə arasındakı məsafənin bir şəkildə dəyişdiyini bilmək üçün məsafədən qırmızıya keçid münasibətlərinə müraciət etməyimizə ehtiyac yoxdur, bunu həqiqətən görə bilərik! Dəyişmə sürəti ilə məsafə arasında bir əlaqənin olduğunu və bunun səmanın hər yerində tətbiq olunduğunu müşahidə etdikdə həqiqətən iki şeydən yalnız birinə yekun vurmaq olar: 1) ya hər şeyin mərkəzindəyik, 2) hər şey hər şeydən uzaqlaşır. Seçdiyimiz hər hansı bir modeldə genişlənmə var: Einşteynin ikinci postulatına inanmaq şərti ilə, bu özünəməxsus bir hərəkət ola bilməz.

Bu səbəbdən 2.7K temperaturu olan bir Plank əyrisini ölçərək genişlənmənin dərhal aydın olmadığını söyləyirəm.


Kosmik Mikrodalğalı Fon: Məqbul (lakin fərqli) bir izahat.

Buradakı insanların çoxu QMİ ilə tanış görünür. Bu nədir?

Big Bang kosmologiyasında kosmik mikrodalğalı fon, & quotrelic radiasiya & quot; olaraq da bilinən, kainatın başlanğıc mərhələsindən qalan bir elektromaqnit radiasiyadır. CMB bütün məkanı dolduran zəif kosmik fon radiasiyadır. Vikipediya

Beləliklə, ənənəvi fikir QMİ-nin Böyük Partlayışdan qalan bir flaş kimi olmasıdır. QMİ-ni izah etməyin başqa bir yolu varmı?

Bir ehtimal Entropiyanı əhatə edir.

Entropiya, enerjini tarazlaşdıran şeydir. Entropiya, niyə ittihamları dəf etmək kimi, əksləri cəlb edir və enerjinin yüksək konsentrasiyadan aşağı konsentrasiyaya keçməsidir.

İşığı yandırın və Entropik dağılma səbəbindən enerji kosmosa yayılır. İndi eyni fikri bütün Kainata yaymaq kifayətdir.

Kainatın bir başlanğıcı olsaydı və sonsuz deyilsə (genişlənmək kimi görünsə), onda Entropiya müəyyən miqdarda Enerjini mövcud məkan həcminə (yəni Kainat) dağıdır.

Kainat sonsuz olmadığından və içərisində sıfır olmayan bir Enerji olduğu üçün Kainat üçün sıfır olmayan bir əsas enerji səviyyəsi olmalıdır.

Bu Enerji təbiətdə şüa olar (yəni aşağı enerjili fotonlar və ya İşığın çox aşağı enerji dalğa boyları).

Kosmik mikrodalğalı fonun həqiqi temperaturu 2.725 Kelvindir. Və mütləq sıfırın təxminən 2.75 dərəcəsində, CMB Kainatın Entropik Enerji zirzəmisini təmsil edə bilər.

Zamanla yayılan enerji vaxt tələb edir. Kainatın yaşını anlamaq üçün CMB temperaturunu fərqli bir yol kimi istifadə edə bilərsiniz.


Yeni kosmik resept

Bununla yanaşı, anomaliyaların xaricində Planck məlumatları Kainatın kifayət qədər sadə bir modelinin gözləntilərinə möhtəşəm şəkildə uyğundur və bu da elm adamlarına onun tərkib hissəsi üçün hələ ən incə dəyərləri çıxarmağa imkan verir.

Ulduzları və qalaktikaları təşkil edən normal maddə Kainatın kütlə / enerji sıxlığının yalnız% 4.9 hissəsini təşkil edir. İndiyə qədər yalnız cazibə qüvvəsi ilə dolayı yolla aşkar edilmiş qaranlıq maddə, əvvəlki təxminlərdən təxminən beşdə bir çox, 26,8% təşkil edir.

Əksinə, qaranlıq enerji, Kainatın genişlənməsini sürətləndirməkdən məsul olduğu düşünülən sirli bir qüvvə, əvvəllər düşünüləndən daha azını təşkil edir.

Nəhayət, Planck məlumatları, Hubble sabiti olaraq bilinən Kainatın bu gün genişlənmə sürəti üçün yeni bir dəyər də təyin etdi. Meqaparsek başına saniyədə 67,15 kilometr sürət, bu, astronomiyada mövcud standart dəyərdən xeyli azdır. Məlumatlar Kainatın yaşının 13,82 milyard il olduğunu göstərir.

ESA Planck Project Scientist Jan Tauber, "İndiyə qədər hazırlanan mikrodalğalı səmanın ən dəqiq və detallı xəritələri ilə Planck, Kainatın yeni bir mənzərəsini çəkir ki, bu da bizi mövcud kosmoloji nəzəriyyələrini başa düşmək hüdudlarına aparır" dedi.

“Biz standart kosmologiya modelinə demək olar ki, mükəmməl bir uyğunlaşma görürük, amma bəzi əsas fərziyyələrimizi yenidən düşünməyə məcbur edən maraqlı xüsusiyyətləri ilə.

"Bu yeni bir səyahətin başlanğıcıdır və Planck məlumatlarını davamlı təhlil etməyimizin bu məsələyə aydınlıq gətirməsinə kömək edəcəyini gözləyirik."


Mücərrəd

Kosmik mikrodalğalı fon (CMB) temperatur anizotropiyasının Cənubi Qütb Teleskopu (SPT) ölçülərinin, SPT-SZ tədqiqatından üç zolaqlı məlumatlardan istifadə edərək daxili tutarlılıq testini təqdim edirik. Bu ölçülər 95, 150 və 220 GHz mərkəzli üç tezlik zolağında ∼ 2500 ° 2 səmanın müşahidələrindən alınmışdır. Bu üç zolaqdan alınan məlumatları 650 & ltℓ & lt3000 çoxpoleli aralığında CMB güc spektrinin (üç tək tezlikli güc spektri və üç çapraz tezlikli spektr) altı yarı müstəqil qiymətləndirmədə birləşdiririk. Hər bir güc spektrindən ön gücün təxminini çıxardırıq və nəticədə yalnız CMB spektrləri arasındakı uyğunluğu qiymətləndiririk. Öndən təmizlənmiş altı güc spektrinin, altı təmizlənmiş spektrin yalnız CMB gücünü və səs-küyünü ehtiva etdiyi sıfır fərziyyəyə uyğun olduğunu müəyyənləşdiririk. Verilənlərin bu modelə uyğun gəlməsi, 235 sərbəstlik dərəcəsi üçün 236.3 value 2 dəyəri ilə nəticələnir və bu χ 2 dəyərini aşma ehtimalı 46% -dir.

Biblioqrafik qeyd


Fizika elmində kosmik mikrodalğalı fon nədir?

Tam cavabı oxumaq üçün vurun. Sadəcə, kosmik mikrodalğalı fon bizə nə deyir?

QMİ radiasiya bizə deyir kainatın yaşı və tərkibi və cavablandırılması lazım olan yeni suallar ortaya qoyur. The Kosmik Mikrodalğalı Fonvə ya CMB, edir radiasiya kainatı dolduran və hər istiqamətdə aşkar edilə bilən. Mikrodalğalı sobalar çılpaq gözlə görünmür, buna görə də alət olmadan görülə bilməzlər.

kosmik mikrodalğalı fonun istiliyi nədir? 2.725 K

Eynilə, kosmik fon şüalanması nə deməkdir?

Kosmik fon radiasiyası bir elektromaqnitdir radiasiya Böyük Partlayışdan. Bunun mənşəyi radiasiya müşahidə olunan spektrin bölgəsindən asılıdır. Bir komponent kosmik mikrodalğalı fon.

Kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası niyə bu qədər bərabərdir?

The kosmik mikrodalğalı fon sonrakı işıqdır radiasiya isti Böyük Partlayışdan qalan. İstiliyi həddən artıqdır vahid bütün səmada. Bununla birlikdə, kiçik temperatur dəyişikliyi və ya dalğalanmalar (milyon səviyyəsində), kainatın mənşəyi, təkamülü və məzmunu barədə böyük bir məlumat verə bilər.


Şişmə kainat

12 düymlük şişmə kürə (çimərlik topu) müşahidə edilə bilən kainatın modeli kimi istifadə edilə bilər. Topun səthi, kainatdakı ən qədim görünən işıq olan mikrodalğalı işığında görə biləcəyimiz ən uzaqları təmsil edir. Top Big Bang-dən 378.000 il sonra yaradılan körpə şəklini təqdim edir,

13.8 milyard il əvvəl, planetlərdən, ulduzlardan və ya qalaktikalardan əvvəl! Nümunələr əsrarəngiz & quotdark enerjisi & quot; və ekzotik & quotdark maddənin hakim olduğu bir kainatı nəzərdə tutur. & Quot; Mikrodalğalı işığın bu tam səma görüntüsü Wilkinson Mikrodalğalı Anizotrop Probe (WMAP) tərəfindən çəkildi. WMAP komandası, ictimaiyyətə bu işığın haradan gəldiyini anlamağa kömək etmək üçün üzərində mikrodalğalı işıq naxışının təsviri olan xüsusi bir şişmə çimərlik topu yaratdı. Bu layihə artıq 10 yaşındadır və təəssüf ki, top tədarükü bitib. Artıq istismara verilməyən çimərlik topunun yerinə, kəsilib yığılacaq bir kağız top var:

İsti və Soyuq Ləkələr

Rənglər, gənc kainatdakı işığın temperatur dəyişikliyini göstərir, daha isti üçün qırmızı, daha soyuducu üçün mavi. Temperaturun bu cüzi dəyişmələrinə, işığın sonuncu dəfə səpələndiyi maddənin sıxlığındakı cüzi dəyişikliklər səbəb oldu. Ancaq dünyanın ekvatoru boyunca qırmızı zolaq Samanyolu Qalaktikamızdan daha yeni / daha yaxın / güclü ön planda mikrodalğalı siqnaldır.

İsti və soyuq nöqtələrin ölçüləri elm adamlarına kainatımızın forması, ölçüsü, yaşı, genişlənmə sürəti (və daha çox) üçün əsas dəyərləri hesablamağa imkan verir.

Mikrodalğalı işığın görünən spektrinə doğru sürüşdürüldüyü və gücləndirildiyi təqdirdə, gözümüz bütün səmada rəngarəng bir göy qurşağı ləkələr görərdi. 2.7251 kelvin

2.7249 kelvin

Kainatın 12 düymlük modeli

12 düymlük top (6 düym radiuslu) işığın məsafəni təmsil edə bilər, kainat maddəsi 3000 kelvindən az soyuduğundan bəri təxminən 13,7 milyard il ərzində səyahət edə bildi. Biz bu işıq köpüyünün mərkəzindəyik, amma bu kosmik həcm dəfələrlə bu köpükdən kənarda mövcuddur, hələ onun işığını görə bilmirik. Hər il müşahidə olunan kainatın köpüyü gözümüzə yeni işıq düşdükcə bir az böyüyür. Məkanın özü uzandıqca baloncuk genişlənir. İşıq uzanır və soyuyur (davamlı genişlənən bir sobada eyni miqdarda enerjinin paylanmasına bənzəyir) son dərəcə soyuq və mütləq sıfır və istiliyə (0 kelvin) doğru uzanır və soyuyur.

İlk ulduzlardan gələn işıq Böyük Partlayışdan təxminən 400 milyon il sonra ortaya çıxdı. Yuxarıdakı modeldə topun kənarından (təxminən 10 milyard işıq ili) daha böyük bir məsafədədir. Bu, yerin genişlənən toxumasının nəticəsidir. Kainat daha sıxılmışdı, amma bugünkü ilə müqayisədə daha sürətlə genişlənirdi.

WMAP nə görür

İndi ən soyuq və ən isti nöqtələr arasında ölçülən temperatur fərqi olduqca azdır, lakin erkən kainat çox isti idi. Kainatdakı maddənin orta sıxlığı dəniz səviyyəsindəki hava ilə müqayisə edildikdə, istiliyi 2,73 milyard dərəcə idi! (Bu gün ortalama sıxlıq bir kub metrə təxminən bir protona bərabərdir.) Bu temperaturlarda protonlar və elektronlar neytral atomlar yaratmaq üçün bir-birinə bağlana bilmədi. Sərbəst elektronlar, su damlaları buludlara görünən işığı səpələdikcə kosmik fon radiasiyasını da səpələdilər, buna görə erkən kainat sıx bir duman kimi görünəcəkdi. Kainat genişləndikcə soyudu. Böyük Partlayışdan 378.000 il sonra proton və elektronların neytral hidrogenə birləşməsi kifayət qədər sərin idi. Neytral hidrogen şəffafdır, buna görə kosmik fon radiasiyası o vaxtdan bəri kainat boyunca sərbəst gəzir.

Buludlu gündə buludların səthini görmək üçün havaya baxa bilərik. Eynilə, kainatın içərisindən sərbəst elektronlarla dolduğu yeri görə bilərik və erkən kainatı dolduran & # 147sən sis & # 148-i görə bilərik. Erkən kainatı & # 147 görə bilməyimizin səbəbi kosmosda səyahət etmək üçün vaxt tələb etdiyi üçün cisimləri keçmişdə olduğu kimi görməkdir. Məsələn, Günəşi 8 dəqiqə əvvəl olduğu kimi görürük. Kosmik fon radiasiyasının son dəfə 13,7 milyard il əvvəl olduğu kimi dağılmış olduğu & # 147 bulud səthini və # 148-ni görürük.

WMAP missiyası və kosmosumuzun bəzi sirlərinin həlləri barədə WMAP Əsas səhifəsindən başlayaraq daha çox məlumat əldə edə bilərsiniz.

Qeydlər: Yuxarıdakı çimərlik topundakı görüntünün təqdimatı, şişmə bürc bələdçisi ilə eyni şəkildə görünməyə hazırlandı. Göyə tutun və topdakı naxışları göydəki naxışlarla uyğunlaşdıra bilərsiniz. Görə biləcəyimiz işıq köpüyü xaricində yerləşdiyiniz təqdirdə texniki olaraq görüntü ters çevrilir. Ancaq görüntünün elmi təhlilində bunun heç bir əhəmiyyəti yoxdur.


5. XÜLASƏ VƏ NƏTİCƏLƏR

FIRAS üçün kalibrləmə metodları təsvir edilmiş və dəqiqlik qiymətləndirilmişdir. QMİ istiliyinin bütün son dəqiq qiymətləndirmələri, qeyri-müəyyənliklərinin 2,5 qatında uzlaşır. Bu təxminlər fərqli platformalardan və fərqli frekanslardan müxtəlif üsullarla aparılmışdır. Bütün qiymətləndirmələrin birləşdirilməsi çox təvazökar bir χ 2 və 2.72548 ± 0.00057 K səviyyəsində yaxşılaşdırılmış mütləq temperatur qiymətləndirməsi ilə nəticələnir.

Təşəkkür edirəm WMAP sürət vahidlərində hamarlanmış səma xəritələrini təmin edən qrup. J. Weiland və G. Hinshaw'a xüsusi təşəkkür edirəm.


Videoya baxın: QIZDIRMA ZAMANI NƏ ETMƏLİ? (Dekabr 2021).