Radiación de fondo cósmico de microondas

En cosmoloxía, a radiación cósmica de fondo de microondas -RCF, ou RCFM- (tamén chamada en acrónimos do ingles: CMB, RCFM, CBR, MBR ) e a radiación termica remanente (ou fosil) do Big Bang , e enche o universo de xeito case uniforme.

Empregando un telescopio óptico tradicional, o espazo entre as estrelas e galaxias (o fondo ) é totalmente escuro. Pero si empregamos un radiotelescópio suficientemente sensible as imaxes resultantes mostran un brillo tenue de fondo, case exactamente o mesmo en todas as direccións, que non está asociado a ningunha estrela, galaxia ou outro obxecto. Este brillo é máis intenso na rexión do espectro de radiofrecuencia de microondas. O descubrimento fortuito da RFM (CMB) no ano 1964 polos radioastrónomos americanos Arno Allan Penzias e Robert Woodrow Wilson foi a culminación dun traballo iniciado en 1940, recibindo o Premio Nobel de Física de 1978.

A radiación cósmica de fondo explicase coma a radiación residual dun estadio inicial do desenvolvemento do universo, o seu descubrimento é considerado unha proba marco do modelo do universo do Big Bang. Cando o universo era novo, antes da formación de estrelas e planetas, era moito maior, máis quente, e cuberto cun brillo uniforme prodcuto dunha néboa branca e quente de plasma de hidróxeno. Como o universo se expandiu, tanto o plasma e da radiación de recheo foron perdendo temperatura, e facendose máis frías. Cando o Universo arrefriou o suficiente, poideron formar átomos estables. Estes átomos xa non podian absorber a radiación térmica, e o universo fixose transparente en vez de ser un neboeiro opaco. Os fótons que existían naquela época poideron propagarse, dende entón, aínda que o seu crecemento foi sendo cada vez máis débil e menos enerxético, xa que os fótons tiñan que cubrir un universo maior e máis grande. Esta é a razón pola que tamén se usa o termo alternativo radiación reliquia ou fosil.

A medida exacta da radiación cósmica de fondo é un dos parametros fundamentais para a cosmoloxía, xa que calquera proposta de modelo de universo debe explicar esta radiación e a sua. A RCFM ten un espectro térmico do corpo negro, a unha temperatura de 2,725 Kelvin, así, os picos do espectro de microondas na frecuencia de 160,2 GHz, correspondese a un milímetro de lonxitude de onda 1.9. Isto vale para medir a intensidade por unidade de frecuencia, como na lei de Planck. Se, en vez de medi-lo por unidade de lonxitude de onda, usamos a lei de Wien , o pico será de 1,06 mm, correspondendo a unha frecuencia de 283 gigahertz.

O brillo é moi uniforme en tódalas direccións pero mostra un estándar moi específico, igual ao esperado para un gas quente uniformemente distribuído coa forma xusta é ampliada ao tamaño actual universo. En particular, o espazo do espectro de enerxía (canta diferenza é observada versus a distancia entre as rexións están no ceo), contén pequenas anisotrópias ou irregularidades, que varían co tamaño da zona analizada. Estas anisotropías foron medidas en detalle, e corresponden a pequenas variacións térmicas, xeradas por flutuacións cuánticas da materia nun espazo moi pequeno, que se expandiiron ata o tamaño do universo observable que vemos hoxe. Este aínda é un campo moi activo de estudo, onde os científicos buscan mellores datos (por exemplo, a sonda Planck ) e mellores interpretacións das condicións iniciais da expansión.

A pesar de que moitos procesos distintos poden producir a forma xeral dun espectro do corpo negro, ningún outro modelo agás o do Big Bang explica as flutuacións. Como resultado, a maioría dos cosmologos consideran o modelo do Big Bang do universo a mellor explicación para a existencia da RCF.