קרינת הרקע הקוסמית

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

קרינת הרקע הקוסמית הינה קרינה בתחום גלי המיקרו אשר אנו רואים מכל הכיוונים בשמים. קרינה זו היא שריד של שלב בחייו של היקום במוקדם.קרינת זו היא קרינת גוף שחור בטמפרטורה של 2.73 קלווין. בממוצע כל ס"מ מעוקב של היקום מכיל כ 410 פוטונים של קרינת הרקע הקוסמית! בכל שנייה חולפים כ 1013 פוטונים של קרינת הרקע הקוסמית דרך קצה האגודל שלך. קרינה זו היא עדות למפץ הגדול.

מקור הקרינה

לפי התאוריה המקובלת, לפני כ- 14.7 מליארד שנה היקום התחיל את חייו במפץ הגדול, ומתפשט מאז. בתחילה היקום היה מאוד חם, ומורכב רק מחלקיקים (לא אטומים) אשר נעו בחופשיות.את היקום דאז ניתן לתאר כמעין "מרק" חם של קרינה וחלקיקים. אלקטרונים מפזרים קרינה באופן יעיל מאוד, ועל-כן הקרינה התפזרה בלי סוף. כאשר היקום התקרר למתחת לאלפי מעלות קלווין נוצרו אטומי מימן, אשר מורכבים מפרוטון אחד ומאלקטרון אחד(תהליך זה נקרא הריקומבינציה Re-combination). בשלב הזה היקום הפך "שקוף" כיוון שעתה רוב האלקטרונים היו "תפוסים" באטומי מימן, ועל כן האור/הקרינה יכלה להתקדם בחופשיות את הקרינה הזו אנו קולטים כיום זוהיא קרינת הרקע הקוסמית. גיל היקום בשלב זה היה כ- 400,000 שנים. כמובן שתהליך הריקומבינציה לא התרחש באחת. הזמן שעל פניו הוא התרחש נקרא קליפת הפיזור האחרון.

מאפיינים

קרינת גוף שחור

ראו מאמר מורחב קרינת גוף שחור

להחליף תמונה קרנית הרקע הוסמית הינה קרינה איזוטרופית (קרי, זהה מכל הכיוונים).קרינה זו מתאפיינת בקרינת גוף שחור.

קרינת גוף שחור (האיור הוכן באמצעות תוכנת MATLAB )

הפרעות בקרינת הרקע הקוסמית

ראו גם מאמר מורחב הפרעות בקרינת הרקע הקוסמית

מפת הפרעות בקרינת הרקע הקוסמית, הצבעים האדומים מצביעים על איזורים חמים יותר ואילו הצבע הכחול כהה על איזורים כהים. תמונה זו נערכה ע"י הלווין WMAP של סוכנות החלל האמריקאית NASA


לקרינה הרקע הקוסמית טמפרטורה אחידה של 2.73 קלווין עד אחד חלקי מאה אלפים. כלומר בסקאלת טמפרטורה של 10 מיקרו-קלווין נקבל פלקטואציות, קרי, חוסר אחידות בטמפרטורה. חוסר אחידות זה מצביע על קיומם של איזורים צפופים יותר ביקום המוקדם. כאחוז אחד מהרעש בקליטה בטלווזיה ע"י אנטנה חיצונית נובעת בגלל קרינת הרקע הקוסמית.

תמונה זו מתארת את היקום הצעיר, בהיותו בן כ- 400 אלף שנה. כפי שניתן לראות הוא ברובו אחיד, למעט אותן הפרעות בשיעור של (כ-1 ל-100,000). למעשה הפרעות אילו ביססוי את התאוריה המקובלת כיום על הווצריות מבנים ביקום. הפרעות אילו מצביעות על קיומם של איזורים צפופים יותר ביקום המוקדם. לפי התאוריה המקובלת לפני הריקומבנציה החומר הנראה (קרי החומר הבריוני) היה מצומד לקרינה על כן כל הפרעות התחלתיות בצפיפות החומר הבריוני הוחלק, על כן האיזורים הצפופים הנראים הינם בורות פוטציאל של חומר אפל, אליהם נקלעה הקרינה. תמונה זו נערכה ע"י הלווין WMAP של סוכנות החלל האמריקאית NASA .

היסטוריה

קיומה של קרינת הרקע הקוסמית נחזה ע"י ג'ורג' גאמווב (George Gamow) וע"י ראלף אלפר (Ralph Alpher ) בשנת 1948, ונעשו מספר נסיונות להעריך את הטמפרטורה. ב 1965 ארנו פנזיאס (Arno Penzias ) ורוברט וודרו ווילסון (Robert Woodrow Wilson) ממעבדות טלפוני בל (Bell Telephon Laboraties ) בניו גרזיסנו אנטנת רדיו כחלק מנסוי אסטרונומית רדיו ותקשרות לויינית. למכשיר שלהם היתה טמפרטורה (טמפרטורה זו היא רעש רקע באנטנת שניתן לתרגמה כטמפרטורה) של 3.3K .בדיקה מדוקדקת העלתה כי אכן טמפרטורת הרקע באנטנת מקורה היא בקרינת הרקע הקוסמית.


ראו גם

1) קרינת גוף שחור

2) הפרעות בקרינת הרקע הקוסמית

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית