Mikrovlnné žiarenie pozadia

Mikrovlnové/ mikrovlnné žiarenie pozadia

Podľa teórie horúceho Vesmíru bol Vesmír po počiatočnom Veľkom tresku vysokoteplotnou a veľmi hustou zmesou elementárnych častíc. Tento konkrétny stav hmoty nemá vo fyzickej realite, ktorá nás obklopuje, analógiu.

Asi 370 000 rokov po Veľkom tresku vo Vesmíre vzniklo tzv. zvyškové alebo pozostatkové žiarenie. V tom čase to bolo oveľa hustejšie a teplejšie ako dnes. Priemerná teplota horúcej plazmy, ktorá rovnomerne vyplňovala celý Vesmír, bola asi 3000 K, a preto maximum jej žiarenia bolo vo viditeľnom rozsahu spektra. S expanziou Vesmíru sa priemerná teplota hmoty v ňom ustavične znižovala a teraz je asi 1 000-krát nižšia. Preto by sa v súčasnej dobe mali v mikrovlnnom rozsahu rádiového pásma hľadať stopy žiarenia zodpovedajúce tejto teplote.

Predpovedal to Gamow ešte v roku 1946, čo bolo aj zaregistrované, ale až o 20 rokov neskôr. Maximálna hodnota reliktného žiarenia je pri vlnovej dĺžke asi 2 mm. Vyznačuje sa veľmi vysokým stupňom izotropie, t. j. pozoruje sa ako rovnomerný mikrovlnný rádiový signál prichádzajúci zo všetkých smerov s rovnakou intenzitou. Nazýva sa to aj mikrovlnové/mikrovlnné žiarenie pozadia, pretože zdroj tohto žiarenia, ktoré nás ožaruje zo všetkých strán, leží ďalej (a teda aj späť v čase) od všetkých ostatných objektov vo Vesmíre – asi 14 miliárd svetelných rokov – a javí sa ako ich pozadie. Jeho spektrum veľmi presne popisuje Planckov zákon ako žiarenie absolútneho čierneho telesa s teplotou asi 3 K. Objav reliktného žiarenia priniesol jeho autorom Nobelovu cenu za fyziku v roku 1978. Ten pozorovateľne potvrdzuje Teóriu horúceho Vesmíru a spolu s objavením „rozutekania“ galaxií bol jedným z najväčších úspechov vedy v 20. storočí.

Reliktné žiarenie

Reliktné žiarenie k nám prichádza zo všetkých smerov veľmi rovnomerne – s presnosťou na stotiny percenta. Ale v tomto mikrovlnovom/mikrovlnnom žiarení pozadia sú ťažko viditeľné „vrásky“, ktoré sa objavili v skorších časoch života Vesmíru v dôsledku nevyhnutných výkyvov v dôsledku kvantovej povahy hmoty. Boli objavené počas pozorovaní z obežnej dráhy a ich objavitelia získali Nobelovu cenu za fyziku v roku 2006. Tieto ťažko viditeľné kondenzácie boli v podstate „semienkami“ budúcich štruktúrnych jednotiek vo Vesmíre, ktoré sa postupne zhutňovali vlastnou gravitáciou a v určitom čase „sa oddelili“ od všeobecného kozmologického rozširovania sa. Nakoniec sa stali tými galaxiami a  zhlukmi galaxií, ktoré my v  súčasnosti pozorujeme. Prítomnosť „predgalaktických nehomogenít“ v  ranom Vesmíre však zanechala jasný odtlačok na mape reliktného žiarenia.