Radiació còsmica de fons: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació
Robot estandarditza i catalanitza referències, catalanitza dates i fa altres canvis menors
Línia 19:
== Història ==
Aquesta radiació va ser predita per [[George Gamow]], [[Ralph Alpher]] i [[Robert Hermann]] el [[1948]]. És més, Alpher i Herman van poder estimar que la temperatura del fons de radiació de microones era 5 K, encara que dos anys després, la reestimaren en 28 K.<ref> G. Gamow, "L'Origen dels Elements i la Separació de les Galàxies,"'' Physical Review'''' '74'' '(1948), 505. G. Gamow, "L'evolució de l'Univers",'' Nature'''' '162'' '(1948), 680. R. A. Alpher i R. Herman, "Sobre les Abundàncies Relatives dels Elements,"'' Physical Review'''' '74'' '(1948), 1577. </ref> Hi havia diverses estimacions prèvies de la temperatura de l'espai (vegeu cronologia), però aquestes havien patit dos defectes. Primer, van ser mesurades en temperatura'' efectiva'' de l'espai i no suggereixen que l'espai fos emplenat amb un [[cos negre |espectre de Planck]] tèrmic. Segon, són dependents del nostre lloc especial en l'extrem de la [[Via Làctia]] i no suggereixen que la radiació sigui isòtropa. A més, produiria prediccions molt diferents si la Terra estigués localitzada en qualsevol lloc de l'univers.<ref> A. K. T. Assis, M. C. D. Neves, "Història de la Temperatura de 2,7 K abans de Penzias i Wilson," (1995, [http://redshift.vif.com/JournalFiles/Pre2001/V02NO3PDF/V02N3ASS.PDF PDF] | [http:// www.dfi.uem.br/~macedane/history_of_2.7k.html HTML]) però veure també N. Wright, "Eddington no va predir el CMB", [http://www.astro.ucla.edu/~wright/Eddington-T0.html]. </ref>
Els resultats del 1948 de Gamow i Alpher no van ser àmpliament discutits. No obstant això, van ser redescoberts per [[Robert Henry Dicke|Robert Dicke]] i [[Yakov Borisovich Zel'dovich|Yakov Zel'dovich]] a principis dels [[anys 1960]]. La primera apreciació de la radiació del CMB com un fenomen detectable va aparèixer en un breu article dels astrofísics soviètics [[A. G. Doroshkevich]] i [[Igor Dmitriyevich Novikov]], a la primavera del [[1964]].<ref> {{Cita ref-web | autor = A. A. Penzias | títol = "The origin of Elements." | Obra = [[Premi Nobel de Física]] | url =http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1978/penzias-lecture.pdf | consulta = 13 d'Abril de 2007}} </ref> El 1964, [[David Todd Wilkinson]] i Peter Roll, i els col·legues de Dicke en la [[universitat de Princeton]], van començar a construir un radiòmetre de Dicke per mesurar el fons de radiació de microones.<ref name="R"> R. H. Dicke, "The measurement of thermal radiation at microwave Frequencies",'' Rev Sci Instrum.'''' '17'' ', 268 (1946). Aquest disseny bàsic per a un radiòmetre s'ha utilitzat en més experiments posteriors del fons de radiació de microones. </ref> El 1965, [[Arno Penzias]] i [[Robert Woodrow Wilson]], en els [[laboratoris Bell]] de Crawford Hill, prop de Holmdel Township (Nova Jersey), havien construït un radiòmetre Dicke que van intentar utilitzar per a radioastronomia i experiments de comunicacions per satèl·lit. El seu instrumental tenia un excés de [[temperatura de soroll]] de 3,5 K amb el qual no comptaven. Després de rebre una trucada telefònica de Crawford Hill, Dicke va dir la gràcia: "Nois, hem estat robats".<ref> A. A. Penzias i R. W. Wilson, "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc /s,"'' Astrophysical Journal'''' '142'' '(1965), 419. R. H. Dicke, P. J. E. Peebles, P. G. Roll i D. T. Wilkinson, "Cosmic Black-Body Radiation,"'' Astrophysical Journal'''' '142'' '(1965), 414. La història s'explica en P. J. E. Peebles,'' Principles of physical Cosmology'' (Princeton Univ Pr, Princeton 1993). </ref> Una trobada entre els grups de Princeton i Crawford Hill va determinar que la temperatura de l'antena va ser induïda a causa del fons de radiació de microones. Penzias i Wilson van rebre el [[Premi Nobel de Física]] del 1978 pel seu descobriment.
 
La interpretació de la radiació de fons de microones va ser un tema controvertit en els [[anys 1960]] entre els defensors de la [[teoria de l'estat estacionari]], argumentant que el fons de microones era el resultat de la llum dispersada dels estels, procedent de les galàxies distants. Utilitzant aquest model i basat en l'estudi de l'absorció reduïda de línies que caracteritza l'espectre de les estrelles, l'astrònom [[Andrew McKellar]] va escriure el [[1941]]: "Es pot calcular que el [[rotacional de temperatura]] de l'espai interestel·lar és 2 K".<ref> A. McKellar,'' Publ. Dominion Astrophys. Obs.'''' '7'' ', 251. </ref> No obstant això, durant els [[anys 1970]], el consens va ser que la radiació de fons de microones és un romanent del ''big bang''. Això va ser en gran part perquè les noves mesures en un rang de freqüències van demostrar que l'espectre era un tèrmic [[cos negre]], un resultat que el model de l'estat estacionari no podia reproduir.
 
Harrison, Peebles i Yu, i d'altra banda Zel'dovich, es van adonar que l'univers primigeni hauria de tenir inhomogeneïtats en un nivell de 10 <sup> -4 </sup> o 10 <sup> -5 </sup>.<ref> E. R. Harrison, "Fluctuacions en el llindar de la cosmologia clàssica",'' Phys Rev'''' 'D1''' (1970), 2726. P. J. E. Peebles i J. T. Yu, "Les pertorbacions adiabàtiques verges en un Univers en expansió",'' Astrophysical Journal'''' '162'' '(1970), 815. Ja. B. Zel'dovich, "Una hipòtesi, unificant l'estructura i l'entropia de l'Univers,"'' Notícies mensuals de la Reial Societat Astronòmica'''' '160'' '(1972). </ref> [[Rashid Sunyaev]], després, va calcular la petjada observable que aquestes inhomogeneïtats tindrien en el fons de radiació de microones.<ref> R. A. Sunyaev, "Fluctuacions del fons de radiació de microones", en'' Estructures a Gran Escala de l'Univers'' ed. M. S. Longair i J. Einasto, 393. Dordrecht: Reidel 1978. Mentre que aquest és el primer article que discuteix en detall la petjada observacional de les inhomogeneitats de densitat com anisotropies en el fons de radiació de microones, part del treball de camp va ser presentat a Peebles i Yu, dalt. </ref> Incrementalment, els límits estrictes de l'anisotropia del fons de radiació de microones van ser establerts per experiments basats en la Terra, però l'anisotropia es va detectar per primera vegada pel radiòmetre de microones diferencial del satèl·lit [[COBE]].<ref> [[George F. Smoot]]'' i altres.'' "Estructura al COBE DMR durant el primer any de mapes",'' Astrophysical Journal'''' '396'' 'L1-L5 (1992). C. L. Bennett'' i altres.'' "Quart any d'observacions del fons de radiació de microones al COBE DMR: mapes i resultats bàsics.",'' Astrophysical Journal'''' '464'' 'L1-L4 (1996) . </ref>
 
Inspirat pels resultats del COBE, una sèrie d'experiments en la Terra o basats en globus van mesurar les anisotropies del fons de radiació de microones en petites escales angulars durant la dècada següent. L'objectiu primari d'aquests experiments va ser mesurar l'escala del primer pic acústic, per al qual el COBE no tenia suficient resolució per a resoldre'l. El primer pic en l'anisotropia va ser detectat temptativament per l'experiment Toco i el resultat va ser confirmat pels experiments ''Boomerang'' i MÀXIMA.<ref> A. D. Miller'' i altres.'', "Una mesura de l'espectre de potència angular del fons de radiació de microones des'' l'' = 100 hata 400",'' Astrophysical Journal'''' '524'' ', L1 -L4 (1999). A. E. Lange'' i altres.'', "Paràmetres cosmològics dels primers resultats del Boomerang". P. de Bernardis'' i altres.'', "Un Univers pla a partir dels mapes d'alta-resolució del fons de radiació de microones",'' Nature'''' '404'' ', 955 (2000). S. Hanany'' i altres.'' "MAXIMA-1: Una mesura de l'anisotropia del fons de radiació de microones on en escales angulars de 10'-5 °",'' Astrophysical Journal'''' '545'' 'L5 -L9 (2000). </ref> Aquestes mesures van demostrar que l'[[Forma de l'Univers |univers era aproximadament pla]] i podia descartar les [[Teoria de cordes|cordes còsmiques]] com un gran component en la formació d'estructures còsmiques i suggereix que la [[inflació còsmica]] era la teoria correcta per a la formació d'estructures.