Vũ trụ học & Thiên văn vật lý

Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB)

CMB là ánh sáng hóa thạch phát ra khi vũ trụ trở nên trong suốt khoảng 380 000 năm sau Big Bang. Bản đồ nhiệt của nó chứa các dao động nhỏ làm mầm cho cấu trúc vũ trụ.

CMB là ánh sáng hóa thạch phát ra khi vũ trụ trở nên trong suốt khoảng 380 000 năm sau Big Bang. Bản đồ nhiệt của nó chứa các dao động nhỏ làm mầm cho cấu trúc vũ trụ.

Mô hình và quan sát

Các màu trên bản đồ biểu diễn sai khác rất nhỏ so với nhiệt độ trung bình, sau khi loại bỏ lưỡng cực do chuyển động của chúng ta và phát xạ tiền cảnh. Màu không phải ảnh chụp vật chất phát sáng.

Khi plasma sơ khai nguội xuống, electron kết hợp với proton tạo hydro trung hòa; photon bắt đầu truyền tự do. Ta quan sát bề mặt tán xạ cuối ở dịch đỏ khoảng $z\sim1100$, chứ không nhìn xuyên qua thời kỳ trước đó bằng ánh sáng. Giãn nở kéo bước sóng photon theo hệ số tỷ lệ $a$, làm phổ Planck ban đầu nguội từ hàng nghìn kelvin xuống nhiệt độ hiện nay gần $2.725\,\mathrm K$. Độ đồng đều rất cao của phổ nhiệt là một phép kiểm tra mạnh cho lịch sử nhiệt nóng.

Các bất đẳng hướng nhỏ không chỉ là nhiễu: phổ công suất góc $C_\ell$ có các đỉnh âm học, phản ánh dao động của photon–barion trước khi tán xạ cuối và thang chân trời âm. Vị trí đỉnh đầu ràng buộc hình học, còn chiều cao tương đối của các đỉnh nhạy với mật độ barion và vật chất tối. Khi diễn giải, cần tách bụi Ngân Hà, nguồn vô tuyến và lưỡng cực động học; độ phân cực cung cấp thông tin bổ sung về lịch sử tái ion hóa. Bản đồ CMB vì thế kiểm tra nhiều tham số cùng lúc, không phải phép đo riêng lẻ cho một thành phần. Penzias và Wilson phát hiện tín hiệu nền vi sóng năm 1965, một xác nhận quan sát mang tính bước ngoặt.

Trắc nghiệm nhanh