Kosmiese mikrogolfagtergrond

Die kosmiese mikrogolfagtergrond (KMA) in Oerknalkosmologie is elektromagnetiese straling as ’n oorblyfsel van ’n vroeë stadium van die heelal. Die KMA is flou kosmiese agtergrondstraling wat die hele ruimte vul. Dit is ’n belangrike bron van data oor die vroeë heelal omdat dit die oudste elektromagnetiese straling in die heelal is; dit dateer van die herkombinasie-epog. Deur ’n tradisionele optiese teleskoop is die ruimte tussen sterre en sterrestelsels (die "agtergrond") heeltemal donker. ’n Radioteleskoop wat sensitief genoeg is, registreer egter ’n dowwe agtergrondgeraas, of -gloed, byna isotropies (met dieselfde fisiese eienskappe in alle rigtings), wat nie verbind word met enige ster, sterrestelsel of ander voorwerp nie. Hierdie gloed is die sterkste in die mikrogolfstreek van die radiospektrum.

Die toevallige ontdekking van die KMA in 1964 deur die Amerikaanse radiosterrekundiges Arno Penzias en Robert Wilson^[1][2] was die uiteinde van werk wat in die 1940's begin is en waarvoor die ontdekkers in 1978 die Nobelprys vir fisika ontvang het.

KMA is ’n belangrike bewys van die Oerknal-oorsprong van die heelal. Toe die heelal jonk was, voor die vorming van sterre en planete, was dit digter en baie warmer, en was dit gevul met die eenvormige gloed van ’n witwarm mis van waterstofplasma. Namate die heelal uitgedy het, het die plasma én die straling wat dit gevul het, afgekoel. Toe die heelal koel genoeg was, het protone en elektrone gekombineer om neutrale waterstofatome te vorm. Anders as die ongekombineerde protone en elektrone, kon hierdie nuut gevormde atome nie die termiese straling deur middel van Thomson-verstrooiing verstrooi nie, en so het die heelal deursigtig geword in plaas van om ’n ondeursigtigte mis te wees.^[3] Kosmoloë verwys na die tydperk toe neutrale atome die eerste keer gevorm het as die "herkombinasie-epog" en die verskynsel kort daarna, toe fotone vrylik deur die ruimte begin beweeg het in plaas daarvan om voortdurend deur elektrone en protone in plasma verstrooi te word, as "fotonontkoppeling". Die fotone wat in die tydperk van fotonontkoppeling bestaan het, versprei sedertdien steeds, hoewel hulle dowwer en minder energiek word omdat die uitdying van die heelal veroorsaak dat hulle golflengte mettertyd toeneem (en golflengte is omgekeerd gelyk aan energie, volgens Planck se verhouding).

1. ↑ Penzias, A. A.; Wilson, R. W. (1965). "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s". The Astrophysical Journal. 142 (1): 419–421. Bibcode:1965ApJ...142..419P. doi:10.1086/148307.
2. ↑ Smoot Group (28 Maart 1996). "The Cosmic Microwave Background Radiation" (in Engels). Lawrence Berkeley Lab. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 26 Oktober 2019. Besoek op 11 Desember 2008.
3. ↑ Kaku, M. 2014, First Second of the Big Bang uit "How the Universe Works", seisoen 3, nommer 4, Discovery Science