宇宙論と天体物理学
宇宙マイクロ波背景放射（CMB）
宇宙マイクロ波背景放射の全天温度マップを読みます。ほぼ等方な K の背景と、非常に小さな異方性 を、高温・低温の斑点から確認します。
⚠ シミュレーションのため機器上の危険はありません。実際の衛星マップは銀河の前景放射を差し引いた後に得られる点に注意してください。
器具
- モルワイデ型投影による全天マップのシミュレーション
- 異方性の振幅スライダー（温度コントラストを強調）
- 視点スライダーと一時停止ボタン
手順
異方性の振幅を最小にする
振幅スライダーを小さくすると、マップはほぼ一様になります。これが実際の異方性 に近く、増幅なしでは線形温度スケールではほとんど見えません。
増幅して高温・低温の斑点を数える
振幅を徐々に上げて視点を回します。平均温度のまわりでランダムに分布する斑点の特徴的な大きさを観察します。高温・低温の斑点はほぼ釣り合っており、原始プラズマのほぼ対称な振動を反映しています。
黒体スペクトルと結びつける
このマップの背後には K のほぼ完全な黒体スペクトルがあることを意識します。これは宇宙がかつて熱平衡の高温高密度プラズマだった証拠です。宇宙が膨張すると背景温度はどう変化するか予測しましょう。
シミュレーション
実験の歴史
1948年、ジョージ・ガモフのビッグバン理論にもとづきラルフ・アルファーとロバート・ハーマンは、宇宙に数ケルビンの背景放射が残っているはずだと予言しました。この予言はほぼ忘れられ、1964年にプリンストンのロバート・ディッケとジム・ピーブルズが独立に再導出して測定を準備するまで続きました。
同時期、ベル研究所のアーノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンはホルムデルのアンテナ較正中に説明不能な約3.5 Kの雑音を発見しました。これが背景放射そのもので、二人は1978年にノーベル賞を受賞。1992年、COBE衛星（ジョン・メイザー、ジョージ・スムート、2006年ノーベル賞）が史上最も完全な黒体スペクトルを測定し、約10⁻⁵の異方性を初めてマップ化しました。