Uppsala universitet
Hoppa över länkar
In English

Linné on line arrow Fysikens kosmos arrow Makrokosmos arrow Big Bang arrow Den kosmiska mikrovågsbakgrunden

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden

Upptäckten av den kosmiska mikrovågsbakgrunden har kallats en av nittonhundratalets viktigaste vetenskapliga upptäckter. Detta är nog en överdrift, men det är en av de viktigare upptäckterna för att förstå universums utveckling. Vad är då mikrovågsbakgrunden? Det är den strålning som har överlevt som en rest från Big Bang.

Då temperaturen hos universum sjunkit så mycket att energin hos fotonerna blivit för låg för att kunna jonisera atomerna i det tidiga universum, frikopplades dessa. (Läs mer om detta här!) Att de frikopplas innebär att de utvecklas oberoende av annan materia och strålning i universum. Allt eftersom universum har expanderat har energin hos fotonerna minskat och deras energispektrum motsvarar nu "värme"strålningen från en svart kropp med temperaturen 2,726 K. I figuren visas intesiteten hos strålningen som en funktion av frekvensen (våglängden) hos densamma. Mätta värden visar en exeptionellt god överenstämmelse med teoretiska beräkningar av spektrumet hos en ideal svartkroppsstrålare.

En viktig aspekt hos denna bakgrundsstrålning är att den är isotrop, dvs lika i alla riktningar. Detta visar att universum ser likadant ut i alla riktningar, vilket är nödvändigt i ett expanderande universum. Det bör påpekas att det finns andra modeller än Big Bang-modellen som också förutsäger en isotrop bakgrund. Det finns dock vissa små variationer, vilka har sitt ursprung i inhomogenititeter i det tidiga universum, vilka alla modeller har svårigheter att förklara.

I figuren visas avvikelser i bakgrundstemperaturen från idealvärdet. I den översta figuren visas rådata. Här ger dopplereffekten förorsakad av vår rörelse upphov till den största anisotropin. Subtraheras denna effekt fås figuren i mitten. Här syns ett tydligt band mitt över bilden. Det beror på strålning från vår galax, Vintergatan. Subtraheras även detta bidrag fås den nedre bilden. Nu har vi endast kvar verkliga fluktuationer eller oregelbundenheter i bakgrundsstrålningen som har sitt ursprung i det tidiga universum. Det bör här påpekas att skalan för fluktuationerna är olika i de tre bilderna, och att upplösningen ökar för varje steg.