அண்ட பின்னணி கதிர்வீச்சு(காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி, 3 கே கதிர்வீச்சு)

english cosmic background radiation

சுருக்கம்

  • முழு பிரபஞ்சத்தையும் நிரப்பும் சூடான பெருவெடிப்பின் குளிரான எச்சம் இன்று சராசரியாக சுமார் 2.725 கெல்வின் வெப்பநிலையுடன் காணப்படுகிறது

கண்ணோட்டம்

காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி ( சி.எம்.பி, சி.எம்.பி.ஆர் ) என்பது பிக் பேங் அண்டவியலில் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப கட்டத்திலிருந்து எஞ்சியிருக்கும் மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஆகும். பழைய இலக்கியங்களில், சி.எம்.பி பல்வேறு விதமாக காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி கதிர்வீச்சு (சி.எம்.பி.ஆர்) அல்லது "நினைவுச்சின்ன கதிர்வீச்சு" என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சி.எம்.பி என்பது ஒரு மங்கலான அண்ட பின்னணி கதிர்வீச்சு ஆகும், இது ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் தரவுகளின் முக்கிய ஆதாரமாக இருக்கும் அனைத்து இடங்களையும் நிரப்புகிறது, ஏனெனில் இது பிரபஞ்சத்தின் மிகப் பழமையான மின்காந்த கதிர்வீச்சு ஆகும், இது மறுசீரமைப்பின் சகாப்தத்துடன் தொடர்புடையது. ஒரு பாரம்பரிய ஆப்டிகல் தொலைநோக்கி மூலம், நட்சத்திரங்களுக்கும் விண்மீன் திரள்களுக்கும் இடையிலான இடைவெளி ( பின்னணி ) முற்றிலும் இருண்டது. எவ்வாறாயினும், போதுமான உணர்திறன் கொண்ட வானொலி தொலைநோக்கி எந்த நட்சத்திரம், விண்மீன் அல்லது பிற பொருளுடன் தொடர்புபடுத்தப்படாத ஒரு மங்கலான பின்னணி இரைச்சல் அல்லது பளபளப்பு, கிட்டத்தட்ட ஐசோட்ரோபிக் ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது. ரேடியோ ஸ்பெக்ட்ரமின் மைக்ரோவேவ் பகுதியில் இந்த பளபளப்பு வலுவானது. அமெரிக்க வானொலி வானியலாளர்களான ஆர்னோ பென்ஜியாஸ் மற்றும் ராபர்ட் வில்சன் ஆகியோரால் 1964 ஆம் ஆண்டில் CMB இன் தற்செயலான கண்டுபிடிப்பு 1940 களில் தொடங்கப்பட்ட பணியின் உச்சக்கட்டமாகும், மேலும் கண்டுபிடிப்பாளர்களுக்கு இயற்பியலுக்கான 1978 நோபல் பரிசு கிடைத்தது.
CMB இன் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தின் பிக் பேங் தோற்றத்தின் முக்கிய சான்றாகும். பிரபஞ்சம் இளமையாக இருந்தபோது, நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கிரகங்கள் உருவாவதற்கு முன்பு, அது அடர்த்தியாகவும், அதிக வெப்பமாகவும், ஹைட்ரஜன் பிளாஸ்மாவின் வெள்ளை-சூடான மூடுபனியிலிருந்து ஒரு சீரான பளபளப்பால் நிரப்பப்பட்டது. பிரபஞ்சம் விரிவடைந்தவுடன், பிளாஸ்மா மற்றும் கதிர்வீச்சு நிரப்புதல் இரண்டும் குளிர்ச்சியாக வளர்ந்தன. பிரபஞ்சம் போதுமான அளவு குளிர்ச்சியடையும் போது, புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் இணைந்து நடுநிலை ஹைட்ரஜன் அணுக்களை உருவாக்குகின்றன. இணைக்கப்படாத புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களைப் போலல்லாமல், புதிதாக உருவான இந்த அணுக்களால் வெப்பக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்ச முடியவில்லை, எனவே ஒரு ஒளிபுகா மூடுபனிக்கு பதிலாக பிரபஞ்சம் வெளிப்படையானது. நடுநிலை அணுக்கள் முதன்முதலில் மறுசீரமைப்பு சகாப்தமாக உருவான காலகட்டத்தை அண்டவியல் வல்லுநர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர், மேலும் சிறிது நேரத்திற்குப் பிறகு ஃபோட்டான்கள் தொடர்ந்து எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பிளாஸ்மாவில் உள்ள புரோட்டான்களால் சிதறடிக்கப்படுவதை விட விண்வெளியில் சுதந்திரமாக பயணிக்கத் தொடங்கிய நிகழ்வு ஃபோட்டான் டிகூப்பிங் என குறிப்பிடப்படுகிறது. ஃபோட்டான் டிகூப்பிளிங்கின் போது இருந்த ஃபோட்டான்கள் எப்போதுமே வளர்ந்து வருகின்றன, வளர்ந்து வரும் மங்கலான மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் கொண்டவை, ஏனெனில் விண்வெளி விரிவாக்கம் காலப்போக்கில் அவற்றின் அலைநீளம் அதிகரிக்க காரணமாகிறது (மற்றும் அலைநீளம் பிளாங்கின் உறவின் படி ஆற்றலுக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும்). இது மாற்றுச் சொல் கதிர்வீச்சின் மூலமாகும். கடைசி சிதறலின் மேற்பரப்பு எங்களிடமிருந்து சரியான தூரத்தில் உள்ள விண்வெளியில் உள்ள புள்ளிகளின் தொகுப்பைக் குறிக்கிறது, இதனால் ஃபோட்டான் டிகூப்பிளிங்கின் போது அந்த புள்ளிகளிலிருந்து முதலில் வெளிப்படும் ஃபோட்டான்களை இப்போது பெறுகிறோம்.
CMB இன் துல்லியமான அளவீடுகள் அண்டவியலுக்கு முக்கியமானவை, ஏனெனில் பிரபஞ்சத்தின் எந்தவொரு முன்மொழியப்பட்ட மாதிரியும் இந்த கதிர்வீச்சை விளக்க வேண்டும். சி.எம்.பி 7000272548000000000 ♠ 2.72548 ± 0.00057 கே வெப்பநிலையில் வெப்ப கருப்பு உடல் நிறமாலையைக் கொண்டுள்ளது. ஸ்பெக்ட்ரல் கதிர்வீச்சு dEν / dν உச்சகட்டங்கள் 160.23 ஜிகாஹெர்ட்ஸ், மைக்ரோவேவ் அலைவரிசைகளில், சுமார் 6.626 × 10 ஈ.வி. மாற்றாக, ஸ்பெக்ட்ரல் கதிர்வீச்சு dEλ / dλ என வரையறுக்கப்பட்டால், உச்ச அலைநீளம் 1.063 மிமீ (282 ஜிகாஹெர்ட்ஸ், 1.168 x 10 ஈ.வி ஃபோட்டான்கள்) ஆகும். பளபளப்பு எல்லா திசைகளிலும் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியானது, ஆனால் சிறிய எஞ்சிய வேறுபாடுகள் மிகவும் குறிப்பிட்ட வடிவத்தைக் காட்டுகின்றன, இது பிரபஞ்சத்தின் தற்போதைய அளவிற்கு விரிவடைந்துள்ள ஒரு சீரான முறையில் விநியோகிக்கப்பட்ட சூடான வாயுவை எதிர்பார்க்கிறது. குறிப்பாக, வானத்தில் வெவ்வேறு கோணங்களில் ஸ்பெக்ட்ரல் கதிர்வீச்சு சிறிய அனிசோட்ரோபிகள் அல்லது முறைகேடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை ஆய்வு செய்யப்பட்ட பகுதியின் அளவோடு வேறுபடுகின்றன. அவை விரிவாக அளவிடப்பட்டுள்ளன, மேலும் மிகச்சிறிய இடைவெளியில் பொருளின் குவாண்டம் ஏற்ற இறக்கங்களால் உருவாக்கப்பட்ட சிறிய வெப்ப வேறுபாடுகள், இன்று நாம் காணக்கூடிய பிரபஞ்சத்தின் அளவிற்கு விரிவடைந்திருந்தால் எதிர்பார்க்கப்படும் பொருள்களுடன் பொருந்துகின்றன. இது மிகவும் சுறுசுறுப்பான ஆய்வுத் துறையாகும், விஞ்ஞானிகள் சிறந்த தரவுகளை (எடுத்துக்காட்டாக, பிளாங்க் விண்கலம்) மற்றும் விரிவாக்கத்தின் ஆரம்ப நிலைமைகளின் சிறந்த விளக்கங்களை நாடுகின்றனர். பல வேறுபட்ட செயல்முறைகள் ஒரு கருப்பு உடல் நிறமாலையின் பொதுவான வடிவத்தை உருவாக்கக்கூடும் என்றாலும், பிக் பேங்கைத் தவிர வேறு எந்த மாதிரியும் ஏற்ற இறக்கங்களை விளக்கவில்லை. இதன் விளைவாக, பெரும்பாலான அண்டவியல் வல்லுநர்கள் பிரபஞ்சத்தின் பிக் பேங் மாதிரியை CMB க்கு சிறந்த விளக்கமாக கருதுகின்றனர்.
காணக்கூடிய பிரபஞ்சம் முழுவதிலும் ஒரே மாதிரியான ஒற்றுமை மற்றும் அதன் மங்கலான ஆனால் அளவிடப்பட்ட அனிசோட்ரோபி பொதுவாக பிக் பேங் மாடலுக்கும் குறிப்பாக Λ சி.டி.எம் ("லாம்ப்டா கோல்ட் டார்க் மேட்டர்") மாதிரிக்கும் வலுவான ஆதரவைக் கொடுக்கிறது. மேலும், ஏற்ற இறக்கங்கள் கோண அளவீடுகளில் ஒத்திசைவானவை, அவை மறுசீரமைப்பில் வெளிப்படையான அண்டவியல் அடிவானத்தை விடப் பெரியவை. அத்தகைய ஒத்திசைவு நன்றாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அல்லது அண்ட பணவீக்கம் ஏற்பட்டது.

பிரபஞ்சத்தில், தனிப்பட்ட வான உடல்கள் மற்றும் விண்மீன் மண்டலத்தில் உருவாகும் ரேடியோ அலைகள் தவிர, ரேடியோ அலைகள் உள்ளன, அவை முழு பிரபஞ்சத்தையும் ஒரே மாதிரியாக நிரப்புவதாகக் கருதப்படுகின்றன. ஆண்டெனா எந்த திசையை எதிர்கொண்டாலும் அதே தீவிரத்துடன் ஆன்டெனா சம்பவம் என்பதிலிருந்து இந்த பெயர் வந்தது. இது 3K கதிர்வீச்சு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் ரேடியோ அலையின் தீவிரம் சுமார் 3K இன் முழுமையான வெப்பநிலையுடன் ஒத்திருக்கிறது, மேலும் இது காஸ்மிக் பிளாக் பாடி கதிர்வீச்சு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் ரேடியோ அலையின் ஸ்பெக்ட்ரம் கருப்பு உடல் கதிர்வீச்சின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

இந்த வானொலி அலையை 1965 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க பொறியாளர்களான பென்ஜியாஸ் ஏபென்ஜியாஸ் மற்றும் வில்சன் ஆர்.டபிள்யூ.வில்சன் ஆகியோர் கண்டுபிடித்தனர். பிக் பேங் அண்டவியல் படி, பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப நாட்களில் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அதிக அடர்த்தி காலங்கள் இருந்தன, மேலும் பிரபஞ்சம் முற்றிலும் ஒளிபுகா என்று கருதப்பட்டது. விரிவாக்கத்துடன் வெப்பநிலை ஆயிரக்கணக்கான டிகிரிக்கு குறையும் போது இது வெளிப்படையானது. இந்த வானொலி அலைதான், அழிக்கும் நேரத்தில் இருந்த ஒளி சிவப்பு மாற்றத்தால் நீளமாகி வானொலி அலையாக மாறுகிறது. தற்போது, இந்த ரேடியோ அலை 20cm முதல் 0.1 மிமீ வரை அலைநீளத்தில் அளவிடப்படுகிறது என்பது அறியப்படுகிறது, ஸ்பெக்ட்ரம் கிட்டத்தட்ட கருப்பு உடல் கதிர்வீச்சைப் பின்தொடர்கிறது, மேலும் தீவிரம் அனிசோட்ரோபிக் ஆகும், இருப்பினும் இது 0.01% இல் மிகச் சிறியது.
மசாகி மோரிமோடோ

ரேடியோ அலைகள் பிரபஞ்சத்தை கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக நிரப்புகின்றன. இது 3K கதிர்வீச்சு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் ரேடியோ அலைகளின் தீவிரம் சுமார் 3K இன் முழுமையான வெப்பநிலையுடன் ஒத்துள்ளது. பிக் பேங் அண்டவியலில் இருந்து இருப்பு கணிக்கப்பட்டது, ஆனால் 1965 ஆம் ஆண்டில் ஏ. பென்சியஸ் மற்றும் ஆர். வில்சன் அத்தகைய கதிர்வீச்சு உண்மையில் விண்வெளி நிறைந்திருப்பதைக் கண்டுபிடித்தனர். பிரபஞ்சம் வெளிப்படையானதாக மாறியபோது, பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கம் காரணமாக டாப்ளர் விளைவு காரணமாக அலைநீளம் நீட்டிக்கப்பட்டது, மேலும் இது ரேடியோ அலை பகுதியின் அலைநீளமாக மாறியது, அது இப்போது வரை இருந்தது. காஸ்மிக் பின்னணி கதிர்வீச்சு ஆய்வு செயற்கைக்கோள் (கோப்) கண்காணிப்பதன் மூலம், வெப்பநிலை 2.735 ± 0.005 K ஆக நிர்ணயிக்கப்பட்டது மற்றும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்க மதிப்பும் தீர்மானிக்கப்பட்டது. பிக் பேங்