CMBsäteilyn

CMB-säteilyn, eli kosmisen mikroaaltosäteilyn (CMB), on varhaisen maailmankaikkeuden jäännevalonlähde. Se on pääosin isotrooppia mikroaaltosäteilyä, joka täyttää avaruuden kokonaan. Säteilyn taustalämpötila on noin 2,725 kelviniä ja sen spektri seuraa mustan kappaleen lakia. Se syntyi, kun universumi saavutti läpinäkyvyyden rekombinaation aikana noin 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.

Säteilyä havaittiin alun perin vuonna 1965 Arno Penziasin ja Robert Wilsonin radioastronomisissa havainnoissa. Sen kosmologinen merkitys kirkastui, kun COBE-satelliitti havaitsi poikkeavuuksia ja mittasi täysin mustan kappaleen spektrin FIRASilla. Tämän jälkeen WMAP ja Planck karttasivat anisotropioita, eli pieniä lämpötilan vaihteluita taivaalla.

Anisotropiat ja kosmologiset parametrit: Pienet lämpötilavaihtelut ovat noin yksi osa sadastatuhannesta, ja ne heijastavat varhaisen tiheyden vaihteluita sekä johtavat nykyisiin suurten rakenteiden muodostumisen malleihin. Analysoimalla lämpötilan, spektrin ja polarisoinnin tunnuslukuja voidaan erottaa kosmisen koostumuksen kuten tavallisen aineen, pimeän aineen ja pimeän energian osuudet sekä määrittää universumin geometrian.

Polarisaatio: CMB:n polarisaatio koostuu E- ja B-tiloista. E-mode on yleisempi, kun taas B-mode-polarisaatio on erityisen kiinnostava mahdollisena signaalina primaarisista gravitaatioaaltoista inflatio-vaiheen ajalta.

Merkitys: CMB-tutkimus tukee Big Bang -mallia, antaa tarkkoja kosmologisia parametreja ja testaa inflatoitio-teorioita. Keskeisiä kokeita ovat COBE, WMAP ja Planck, jotka ovat ohjanneet tutkimusta viime vuosikymmeninä.