Jump to content

Cosmic microwave background

(Redirected from Cosmic microwave radiation)
Nine-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe heat map of temperature fluctuations in the cosmic microwave background

The cosmic microwave background (CMB or CMBR) is microwave radiation that fills all space in the observable universe. It is a remnant that provides an important source of data on the primordial universe.[1] With a standard optical telescope, the background space between stars and galaxies is almost completely dark. However, a sufficiently sensitive radio telescope detects a faint background glow that is almost uniform and is not associated with any star, galaxy, or other object. This glow is strongest in the microwave region of the radio spectrum. The accidental discovery of the CMB in 1965 by American radio astronomers Arno Penzias and Robert Wilson was the culmination of work initiated in the 1940s.[2][3]

The CMB is landmark evidence of the Big Bang theory for the origin of the universe. In the Big Bang cosmological models, during the earliest periods, the universe was filled with an opaque fog of dense, hot plasma of sub-atomic particles. As the universe expanded, this plasma cooled to the point where protons and electrons combined to form neutral atoms of mostly hydrogen. Unlike the plasma, these atoms could not scatter thermal radiation by Thomson scattering, and so the universe became transparent.[4] Known as the recombination epoch, this decoupling event released photons to travel freely through space – sometimes referred to as relic radiation.[1] However, the photons have grown less energetic due to the cosmological redshift associated with the expansion of the universe. The surface of last scattering refers to a shell at the right distance in space so photons are now received that were originally emitted at the time of decoupling.[5]

The CMB is not completely smooth and uniform, showing a faint anisotropy that can be mapped by sensitive detectors. Ground and space-based experiments such as COBE, WMAP and Planck have been used to measure these temperature inhomogeneities. The anisotropy structure is determined by various interactions of matter and photons up to the point of decoupling, which results in a characteristic lumpy pattern that varies with angular scale. The distribution of the anisotropy across the sky has frequency components that can be represented by a power spectrum displaying a sequence of peaks and valleys. The peak values of this spectrum hold important information about the physical properties of the early universe: the first peak determines the overall curvature of the universe, while the second and third peak detail the density of normal matter and so-called dark matter, respectively. Extracting fine details from the CMB data can be challenging, since the emission has undergone modification by foreground features such as galaxy clusters.

Features

[edit]
Graph of cosmic microwave background spectrum around its peak in the microwave frequency range,[6] as measured by the FIRAS instrument on the COBE.[7][8] While vastly exaggerated "error bars" were included here to show the measured data points, the true error bars are too small to be seen even in an enlarged image, and it is impossible to distinguish the observed data from the blackbody spectrum for 2.725 K.

The cosmic microwave background radiation is an emission of uniform black body thermal energy coming from all directions. Intensity of the CMB is expressed in kelvin (K), the SI unit of temperature. The CMB has a thermal black body spectrum at a temperature of 2.72548±0.00057 K.[9] Variations in intensity are expressed as variations in temperature. The blackbody temperature uniquely characterizes the intensity of the radiation at all wavelengths; a measured brightness temperature at any wavelength can be converted to a blackbody temperature.[10]

The radiation is remarkably uniform across the sky, very unlike the almost point-like structure of stars or clumps of stars in galaxies.[11] The radiation is isotropic to roughly one part in 25,000: the root mean square variations are just over 100 μK,[12] after subtracting out a dipole anisotropy from the Doppler shift of the background radiation. The latter is caused by the peculiar velocity of the Sun relative to the comoving cosmic rest frame as it moves at 369.82 ± 0.11 km/s towards the constellation Crater near its boundary with the constellation Leo[13] The CMB dipole and aberration at higher multipoles have been measured, consistent with galactic motion.[14]Despite the very small degree of anisotropy in the CMB, many aspects can be measured with high precision and such measurements are critical for cosmological theories.[11]

In addition to temperature anisotropy, the CMB should have an angular variation in polarization. The polarization at each direction in the sky has an orientation described in terms of E-mode and B-mode polarization. The E-mode signal is a factor of 10 less strong than the temperature anisotropy; it supplements the temperature data as they are correlated. The B-mode signal is even weaker but may contain additional cosmological data.[11]

The anisotropy is related to physical origin of the polarization. Excitation of an electron by linear polarized light generates polarized light at 90 degrees to the incident direction. If the incoming radiation is isotropic, different incoming directions create polarizations that cancel out. If the incoming radiation has quadrupole anisotropy, residual polarization will be seen.[15]

Other than the temperature and polarization anisotropy, the CMB frequency spectrum is expected to feature tiny departures from the black-body law known as spectral distortions. These are also at the focus of an active research effort with the hope of a first measurement within the forthcoming decades, as they contain a wealth of information about the primordial universe and the formation of structures at late time.[16]

The CMB contains the vast majority of photons in the universe by a factor of 400 to 1;[17]: 5  the number density of photons in the CMB is one billion times (109) the number density of matter in the universe. Without the expansion of the universe to cause the cooling of the CMB, the night sky would shine as brightly as the Sun.[18] The energy density of the CMB is 0.260 eV/cm3 (4.17×10−14 J/m3), about 411 photons/cm3.[19]

History

[edit]

Early speculations

[edit]

In 1931, Georges Lemaître speculated that remnants of the early universe may be observable as radiation, but his candidate was cosmic rays.[20]: 140  Richard C. Tolman showed in 1934 that expansion of the universe would cool blackbody radiation while maintaining a thermal spectrum.The cosmic microwave background was first predicted in 1948 by Ralph Alpher and Robert Herman, in a correction[21] they prepared for a paper by Alpher's PhD advisor George Gamow.[22] Alpher and Herman were able to estimate the temperature of the cosmic microwave background to be 5 K.[23]

Discovery

[edit]
The Holmdel Horn Antenna on which Penzias and Wilson discovered the cosmic microwave background.[24]

The first published recognition of the CMB radiation as a detectable phenomenon appeared in a brief paper by Soviet astrophysicists A. G. Doroshkevich and Igor Novikov, in the spring of 1964.[25] In 1964, David Todd Wilkinson and Peter Roll, Dicke's colleagues at Princeton University, began constructing a Dicke radiometer to measure the cosmic microwave background.[26] In 1964, Arno Penzias and Robert Woodrow Wilson at the Crawford Hill location of Bell Telephone Laboratories in nearby Holmdel Township, New Jersey had built a Dicke radiometer that they intended to use for radio astronomy and satellite communication experiments. The antenna was constructed in 1959 to support Project Echo—the National Aeronautics and Space Administration's passive communications satellites, which used large earth orbiting aluminized plastic balloons as reflectors to bounce radio signals from one point on the Earth to another.[24] On 20 May 1964 they made their first measurement clearly showing the presence of the microwave background,[27] with their instrument having an excess 4.2K antenna temperature which they could not account for. After receiving a telephone call from Crawford Hill, Dicke said "Boys, we've been scooped."[2][28][20]: 140  A meeting between the Princeton and Crawford Hill groups determined that the antenna temperature was indeed due to the microwave background. Penzias and Wilson received the 1978 Nobel Prize in Physics for their discovery.[29]

Cosmic origin

[edit]

The interpretation of the cosmic microwave background was a controversial issue in the late 1960s. Alternative explanations included energy from within the solar system, from galaxies, from intergalactic plasma, from multiple extragalactic radio sources. Two requirements would show that the microwave radiation was truly "cosmic". First the intensity vs frequency or spectrum needed to be shown to match a thermal or blackbody source. This was accomplished by 1968 in a series of measurements of the radiation temperature at higher and lower wavelengths. Second the radiation needed be shown to be isotropic, the same from all directions. This was also accomplished by 1970, demonstrating that this radiation was truly cosmic in origin.[30]

Progress on theory

[edit]

In the 1970s numerous studies showed that tiny deviations from isotropy in the CMB could result from events in the early universe.[30]: 8.5.1 Harrison,[31] Peebles and Yu,[32] and Zel'dovich[33] realized that the early universe would require quantum inhomogeneities that would result in temperature anisotropy at the level of 10−4 or 10−5.[30]: 8.5.3.2  Rashid Sunyaev calculated the observable imprint that these inhomogeneities would have on the cosmic microwave background.[34]

COBE

[edit]

After a lull in the 1970s caused in part by the many experimental difficulties in measuring CMB at high precision,[30]: 8.5.1 increasingly stringent limits on the anisotropy of the cosmic microwave background were set by ground-based experiments during the 1980s. RELIKT-1, a Soviet cosmic microwave background anisotropy experiment on board the Prognoz 9 satellite (launched 1 July 1983), gave the first upper limits on the large-scale anisotropy.[30]: 8.5.3.2 

The other key event in the 1980s was the proposal by Alan Guth for cosmic inflation. This theory of rapid spatial expansion gave an explanation for large-scale isotropy by allowing causal connection just before the epoch of last scattering.[30]: 8.5.4  With this and similar theories, detailed prediction encouraged larger and more ambitious experiments.

The NASA Cosmic Background Explorer (COBE) satellite orbited Earth in 1989–1996 detected and quantified the large scale anisotropies at the limit of its detection capabilities.The NASA COBE mission clearly confirmed the primary anisotropy with the Differential Microwave Radiometer instrument, publishing their findings in 1992.[35][36] The team received the Nobel Prize in physics for 2006 for this discovery.

Precision cosmology

[edit]

Inspired by the COBE results, a series of ground and balloon-based experiments measured cosmic microwave background anisotropies on smaller angular scales over the[which?] two decades. The sensitivity of the new experiments improved dramatically, with a reduction in internal noise by three orders of magnitude.[6] The primary goal of these experiments was to measure the scale of the first acoustic peak, which COBE did not have sufficient resolution to resolve. This peak corresponds to large scale density variations in the early universe that are created by gravitational instabilities, resulting in acoustical oscillations in the plasma.[37] The first peak in the anisotropy was tentatively detected by the MAT/TOCO experiment[38] and the result was confirmed by the BOOMERanG[39] and MAXIMA experiments.[40] These measurements demonstrated that the geometry of the universe is approximately flat, rather than curved.[41] They ruled out cosmic strings as a major component of cosmic structure formation and suggested cosmic inflation was the right theory of structure formation.[42]

Observations after COBE

[edit]
Comparison of CMB results from COBE, WMAP and Planck
(March 21, 2013)

Inspired by the initial COBE results of an extremely isotropic and homogeneous background, a series of ground- and balloon-based experiments quantified CMB anisotropies on smaller angular scales over the next decade. The primary goal of these experiments was to measure the angular scale of the first acoustic peak, for which COBE did not have sufficient resolution. These measurements were able to rule out cosmic strings as the leading theory of cosmic structure formation, and suggested cosmic inflation was the right theory.

During the 1990s, the first peak was measured with increasing sensitivity and by 2000 the BOOMERanG experiment reported that the highest power fluctuations occur at scales of approximately one degree. Together with other cosmological data, these results implied that the geometry of the universe is flat. A number of ground-based interferometers provided measurements of the fluctuations with higher accuracy over the next three years, including the Very Small Array, Degree Angular Scale Interferometer (DASI), and the Cosmic Background Imager (CBI). DASI made the first detection of the polarization of the CMB and the CBI provided the first E-mode polarization spectrum with compelling evidence that it is out of phase with the T-mode spectrum.

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe

[edit]

In June 2001, NASA launched a second CMB space mission, WMAP, to make much more precise measurements of the large scale anisotropies over the full sky. WMAP used symmetric, rapid-multi-modulated scanning, rapid switching radiometers at five frequencies to minimize non-sky signal noise.[43] The data from the mission was released in five installments, the last being the nine year summary.The results are broadly consistent Lambda CDM models based on 6 free parameters and fitting in to Big Bang cosmology with cosmic inflation.[44]

Degree Angular Scale Interferometer

[edit]

The Degree Angular Scale Interferometer (DASI) was a telescope installed at the U.S. National Science Foundation's Amundsen–Scott South Pole Station in Antarctica. It was a 13-element interferometer operating between 26 and 36 GHz (Ka band) in ten bands. The instrument is similar in design to the Cosmic Background Imager (CBI) and the Very Small Array (VSA).

In 2001 The DASI team announced the most detailed measurements of the temperature, or power spectrum of the cosmic microwave background (CMB). These results contained the first detection of the 2nd and 3rd acoustic peaks in the CMB, which were important evidence for inflation theory. This announcement was done in conjunction with the BOOMERanG and MAXIMA experiment.[45] In 2002 the team reported the first detection of polarization anisotropies in the CMB.[46]

Atacama Cosmology Telescope

[edit]
The Atacama Cosmology Telescope (ACT) was a cosmological millimeter-wave telescope located on Cerro Toco in the Atacama Desert in the north of Chile.[47] ACT made high-sensitivity, arcminute resolution, microwave-wavelength surveys of the sky in order to study the cosmic microwave background radiation (CMB), the relic radiation left by the Big Bang process. Located 40 km from San Pedro de Atacama, at an altitude of 5,190 metres (17,030 ft), it was one of the highest ground-based telescopes in the world.[a]

Planck Surveyor

[edit]

A third space mission, the ESA (European Space Agency) Planck Surveyor, was launched in May 2009 and performed an even more detailed investigation until it was shut down in October 2013. Planck employed both HEMT radiometers and bolometer technology and measured the CMB at a smaller scale than WMAP. Its detectors were trialled in the Antarctic Viper telescope as ACBAR (Arcminute Cosmology Bolometer Array Receiver) experiment—which has produced the most precise measurements at small angular scales to date—and in the Archeops balloon telescope.

On 21 March 2013, the European-led research team behind the Planck cosmology probe released the mission's all-sky map (565x318 jpeg, 3600x1800 jpeg) of the cosmic microwave background.[49][50] The map suggests the universe is slightly older than researchers expected. According to the map, subtle fluctuations in temperature were imprinted on the deep sky when the cosmos was about 370000 years old. The imprint reflects ripples that arose as early, in the existence of the universe, as the first nonillionth (10-30) of a second. Apparently, these ripples gave rise to the present vast cosmic web of galaxy clusters and dark matter. Based on the 2013 data, the universe contains 4.9% ordinary matter, 26.8% dark matter and 68.3% dark energy. On 5 February 2015, new data was released by the Planck mission, according to which the age of the universe is 13.799±0.021 billion years old and the Hubble constant was measured to be 67.74±0.46 (km/s)/Mpc.[51]

South Pole Telescope

[edit]
The South Pole Telescope (SPT) is a 10-metre (390 in) diameter telescope located at the Amundsen–Scott South Pole Station, Antarctica. The telescope is designed for observations in the microwave, millimeter-wave, and submillimeter-wave regions of the electromagnetic spectrum, with the particular design goal of measuring the faint, diffuse emission from the cosmic microwave background (CMB).[52] Key results include a wide and deep survey of discovering hundreds of clusters of galaxies using the Sunyaev–Zel'dovich effect, a sensitive 5 arcminute CMB power spectrum survey, and the first detection of B-mode polarized CMB.

Theoretical models

[edit]

The cosmic microwave background radiation and the cosmological redshift-distance relation are together regarded as the best available evidence for the Big Bang event. Measurements of the CMB have made the inflationary Big Bang model the Standard Cosmological Model.[53] The discovery of the CMB in the mid-1960s curtailed interest in alternatives such as the steady state theory.[54]

In the Big Bang model for the formation of the universe, inflationary cosmology predicts that after about 10−37 seconds[55] the nascent universe underwent exponential growth that smoothed out nearly all irregularities. The remaining irregularities were caused by quantum fluctuations in the inflaton field that caused the inflation event.[56] Long before the formation of stars and planets, the early universe was denser, much hotter and, starting 10−6 seconds after the Big Bang, filled with a uniform glow from its white-hot fog of interacting plasma of photons, electrons, and baryons.

As the universe expanded, adiabatic cooling caused the energy density of the plasma to decrease until it became favorable for electrons to combine with protons, forming hydrogen atoms. This recombination event happened when the temperature was around 3000 K or when the universe was approximately 379,000 years old.[57] As photons did not interact with these electrically neutral atoms, the former began to travel freely through space, resulting in the decoupling of matter and radiation.[58]

The color temperature of the ensemble of decoupled photons has continued to diminish ever since; now down to 2.7260±0.0013 K,[9] it will continue to drop as the universe expands. The intensity of the radiation corresponds to black-body radiation at 2.726 K because red-shifted black-body radiation is just like black-body radiation at a lower temperature. According to the Big Bang model, the radiation from the sky we measure today comes from a spherical surface called the surface of last scattering. This represents the set of locations in space at which the decoupling event is estimated to have occurred[59] and at a point in time such that the photons from that distance have just reached observers. Most of the radiation energy in the universe is in the cosmic microwave background,[60] making up a fraction of roughly 6×10−5 of the total density of the universe.[61]

Two of the greatest successes of the Big Bang theory are its prediction of the almost perfect black body spectrum and its detailed prediction of the anisotropies in the cosmic microwave background. The CMB spectrum has become the most precisely measured black body spectrum in nature.[62]

Predictions based on the Big Bang model

[edit]

In the late 1940s Alpher and Herman reasoned that if there was a Big Bang, the expansion of the universe would have stretched the high-energy radiation of the very early universe into the microwave region of the electromagnetic spectrum, and down to a temperature of about 5 K. They were slightly off with their estimate, but they had the right idea. They predicted the CMB. It took another 15 years for Penzias and Wilson to discover that the microwave background was actually there.[63]

According to standard cosmology, the CMB gives a snapshot of the hot early universe at the point in time when the temperature dropped enough to allow electrons and protons to form hydrogen atoms. This event made the universe nearly transparent to radiation because light was no longer being scattered off free electrons. When this occurred some 380,000 years after the Big Bang, the temperature of the universe was about 3,000 K. This corresponds to an ambient energy of about 0.26 eV, which is much less than the 13.6 eV ionization energy of hydrogen.[64] This epoch is generally known as the "time of last scattering" or the period of recombination or decoupling.[65]

Since decoupling, the color temperature of the background radiation has dropped by an average factor of 1,089[43] due to the expansion of the universe. As the universe expands, the CMB photons are redshifted, causing them to decrease in energy. The color temperature of this radiation stays inversely proportional to a parameter that describes the relative expansion of the universe over time, known as the scale length. The color temperature Tr of the CMB as a function of redshift, z, can be shown to be proportional to the color temperature of the CMB as observed in the present day (2.725 K or 0.2348 meV):[66]

Tr = 2.725 K × (1 + z)

The high degree of uniformity throughout the observable universe and its faint but measured anisotropy lend strong support for the Big Bang model in general and the ΛCDM ("Lambda Cold Dark Matter") model in particular. Moreover, the fluctuations are coherent on angular scales that are larger than the apparent cosmological horizon at recombination. Either such coherence is acausally fine-tuned, or cosmic inflation occurred.[67][68]

Primary anisotropy

[edit]
The power spectrum of the cosmic microwave background radiation temperature anisotropy in terms of the angular scale (or multipole moment). The data shown comes from the WMAP (2006), Acbar (2004) Boomerang (2005), CBI (2004), and VSA (2004) instruments. Also shown is a theoretical model (solid line).

The anisotropy, or directional dependency, of the cosmic microwave background is divided into two types: primary anisotropy, due to effects that occur at the surface of last scattering and before; and secondary anisotropy, due to effects such as interactions of the background radiation with intervening hot gas or gravitational potentials, which occur between the last scattering surface and the observer.

The structure of the cosmic microwave background anisotropies is principally determined by two effects: acoustic oscillations and diffusion damping (also called collisionless damping or Silk damping). The acoustic oscillations arise because of a conflict in the photonbaryon plasma in the early universe. The pressure of the photons tends to erase anisotropies, whereas the gravitational attraction of the baryons, moving at speeds much slower than light, makes them tend to collapse to form overdensities. These two effects compete to create acoustic oscillations, which give the microwave background its characteristic peak structure. The peaks correspond, roughly, to resonances in which the photons decouple when a particular mode is at its peak amplitude.

The peaks contain interesting physical signatures. The angular scale of the first peak determines the curvature of the universe (but not the topology of the universe). The next peak—ratio of the odd peaks to the even peaks—determines the reduced baryon density.[69] The third peak can be used to get information about the dark-matter density.[70]

The locations of the peaks give important information about the nature of the primordial density perturbations. There are two fundamental types of density perturbations called adiabatic and isocurvature. A general density perturbation is a mixture of both, and different theories that purport to explain the primordial density perturbation spectrum predict different mixtures.

Adiabatic density perturbations
In an adiabatic density perturbation, the fractional additional number density of each type of particle (baryons, photons, etc.) is the same. That is, if at one place there is a 1% higher number density of baryons than average, then at that place there is a 1% higher number density of photons (and a 1% higher number density in neutrinos) than average. Cosmic inflation predicts that the primordial perturbations are adiabatic.
Isocurvature density perturbations
In an isocurvature density perturbation, the sum (over different types of particle) of the fractional additional densities is zero. That is, a perturbation where at some spot there is 1% more energy in baryons than average, 1% more energy in photons than average, and 2% less energy in neutrinos than average, would be a pure isocurvature perturbation. Hypothetical cosmic strings would produce mostly isocurvature primordial perturbations.

The CMB spectrum can distinguish between these two because these two types of perturbations produce different peak locations. Isocurvature density perturbations produce a series of peaks whose angular scales ( values of the peaks) are roughly in the ratio 1 : 3 : 5 : ..., while adiabatic density perturbations produce peaks whose locations are in the ratio 1 : 2 : 3 : ...[71] Observations are consistent with the primordial density perturbations being entirely adiabatic, providing key support for inflation, and ruling out many models of structure formation involving, for example, cosmic strings.

Collisionless damping is caused by two effects, when the treatment of the primordial plasma as fluid begins to break down:

  • the increasing mean free path of the photons as the primordial plasma becomes increasingly rarefied in an expanding universe,
  • the finite depth of the last scattering surface (LSS), which causes the mean free path to increase rapidly during decoupling, even while some Compton scattering is still occurring.

These effects contribute about equally to the suppression of anisotropies at small scales and give rise to the characteristic exponential damping tail seen in the very small angular scale anisotropies.

The depth of the LSS refers to the fact that the decoupling of the photons and baryons does not happen instantaneously, but instead requires an appreciable fraction of the age of the universe up to that era. One method of quantifying how long this process took uses the photon visibility function (PVF). This function is defined so that, denoting the PVF by P(t), the probability that a CMB photon last scattered between time t and t + dt is given by P(t)dt.

The maximum of the PVF (the time when it is most likely that a given CMB photon last scattered) is known quite precisely. The first-year WMAP results put the time at which P(t) has a maximum as 372,000 years.[72] This is often taken as the "time" at which the CMB formed. However, to figure out how long it took the photons and baryons to decouple, we need a measure of the width of the PVF. The WMAP team finds that the PVF is greater than half of its maximal value (the "full width at half maximum", or FWHM) over an interval of 115,000 years. By this measure, decoupling took place over roughly 115,000 years, and when it was complete, the universe was roughly 487,000 years old.[citation needed]

Late time anisotropy

[edit]

Since the CMB came into existence, it has apparently been modified by several subsequent physical processes, which are collectively referred to as late-time anisotropy, or secondary anisotropy. When the CMB photons became free to travel unimpeded, ordinary matter in the universe was mostly in the form of neutral hydrogen and helium atoms. However, observations of galaxies today seem to indicate that most of the volume of the intergalactic medium (IGM) consists of ionized material (since there are few absorption lines due to hydrogen atoms). This implies a period of reionization during which some of the material of the universe was broken into hydrogen ions.

The CMB photons are scattered by free charges such as electrons that are not bound in atoms. In an ionized universe, such charged particles have been liberated from neutral atoms by ionizing (ultraviolet) radiation. Today these free charges are at sufficiently low density in most of the volume of the universe that they do not measurably affect the CMB. However, if the IGM was ionized at very early times when the universe was still denser, then there are two main effects on the CMB:

  1. Small scale anisotropies are erased. (Just as when looking at an object through fog, details of the object appear fuzzy.)
  2. The physics of how photons are scattered by free electrons (Thomson scattering) induces polarization anisotropies on large angular scales. This broad angle polarization is correlated with the broad angle temperature perturbation.

Both of these effects have been observed by the WMAP spacecraft, providing evidence that the universe was ionized at very early times, at a redshift more than 17.[clarification needed] The detailed provenance of this early ionizing radiation is still a matter of scientific debate. It may have included starlight from the very first population of stars (population III stars), supernovae when these first stars reached the end of their lives, or the ionizing radiation produced by the accretion disks of massive black holes.

The time following the emission of the cosmic microwave background—and before the observation of the first stars—is semi-humorously referred to by cosmologists as the Dark Age, and is a period which is under intense study by astronomers (see 21 centimeter radiation).

Two other effects which occurred between reionization and our observations of the cosmic microwave background, and which appear to cause anisotropies, are the Sunyaev–Zeldovich effect, where a cloud of high-energy electrons scatters the radiation, transferring some of its energy to the CMB photons, and the Sachs–Wolfe effect, which causes photons from the Cosmic Microwave Background to be gravitationally redshifted or blueshifted due to changing gravitational fields.

Alternative theories

[edit]

The standard cosmology that includes the Big Bang "enjoys considerable popularity among the practicing cosmologists"[73]: 211 However there are challenges to the standard big bang framework for explaining CMB data. In particular standard cosmology requires fine-tuning of some free parameters, with different values supported by different experimental data.[73]: 245 As an example of the fine-tuning issue, standard cosmology cannot predict the present temperature of the relic radiation, .[73]: 229  This value of is one of the best results of experimental cosmology and the steady state model can predict it.[63]However, alternative models have their own set of problems and they have only made post-facto explanations of existing observations.[73]: 239  Nevertheless these alternatives have played an important historic role in providing ideas for and challenges to the standard explanation.[17]

Polarization

[edit]
Artist impression of the gravitational lensing effect of massive cosmic structures

The cosmic microwave background is polarized at the level of a few microkelvin. There are two types of polarization, called E-mode (or gradient-mode) and B-mode (or curl mode).[74] This is in analogy to electrostatics, in which the electric field (E-field) has a vanishing curl and the magnetic field (B-field) has a vanishing divergence.

E-modes

[edit]

The E-modes arise from Thomson scattering in a heterogeneous plasma.[74]E-modes were first seen in 2002 by the Degree Angular Scale Interferometer (DASI).[75][76]

B-modes

[edit]

B-modes are expected to be an order of magnitude weaker than the E-modes. The former are not produced by standard scalar type perturbations, but are generated by gravitational waves during cosmic inflation shortly after the big bang.[77][78][79]However, gravitational lensing of the stronger E-modes can also produce B-mode polarization.[80][81] Detecting the original B-modes signal requires analysis of the contamination caused by lensing of the relatively strong E-mode signal.[82]

Primordial gravitational waves

[edit]

Models of "slow-roll" cosmic inflation in the early universe predicts primordial gravitational waves that would impact the polarisation of the cosmic microwave background, creating a specific pattern of B-mode polarization. Detection of this pattern would support the theory of inflation and their strength can confirm and exclude different models of inflation.[78][83]Claims that this characteristic pattern of B-mode polarization had been measured by BICEP2 instrument[84] were later attributed to cosmic dust due to new results of the Planck experiment.[85][83]: 253 

Гравитационное линзирование

[ редактировать ]

Второй тип B-мод был обнаружен в 2013 году с помощью телескопа Южного полюса при помощи космической обсерватории Гершель . [86] опубликовал результаты измерения поляризации B-моды на частоте 150 ГГц В октябре 2014 года эксперимент POLARBEAR . [87] По сравнению с BICEP2, POLARBEAR фокусируется на меньшем участке неба и менее восприимчив к воздействию пыли. Команда сообщила, что измеренная POLARBEAR поляризация B-моды имела космологическое происхождение (а не только из-за пыли) с уровнем достоверности 97,2%. [88]

Мультипольный анализ

[ редактировать ]
Пример многополюсного спектра мощности. Данные WMAP представлены в виде точек, кривые соответствуют наиболее подходящей модели LCDM. [89]

Угловая анизотропия реликтового излучения обычно выражается в виде мощности на мультиполь. [90] Угловая карта температуры по небу, записывается как коэффициенты сферических гармоник , где член измеряет силу углового колебания в , а — число мультиполя, а m — азимутальное число.Азимутальное изменение незначительно и устраняется применением функции угловой корреляции , что дает член спектра мощности Возрастающие значения соответствуют более высоким мультипольным моментам реликтового излучения, что означает более быстрое изменение угла.

Монопольный член CMBR ( = 0)

[ редактировать ]

Монопольный член = 0 представляет собой постоянную изотропную среднюю температуру реликтового излучения, T γ = 2,7255 ± 0,0006 К. [90] с достоверностью в одно стандартное отклонение. Этот термин необходимо измерять с помощью устройств абсолютной температуры, таких как прибор FIRAS на спутнике COBE . [90] : 499 

Дипольная анизотропия CMBR ( = 1)

[ редактировать ]

Диполь реликтового излучения представляет собой наибольшую анизотропию, которая находится в первой сферической гармонике ( = 1 ), косинусной функции. Амплитуда диполя реликтового излучения составляет около 3,3621 ± 0,0010 мК . [90] Дипольный момент реликтового излучения интерпретируется как своеобразное движение Земли относительно реликтового излучения. Его амплитуда зависит от времени, обусловленного обращением Земли по орбите вокруг барицентра Солнечной системы. Это позволяет нам добавить к дипольному выражению член, зависящий от времени. Модуляция этого срока составляет 1 год, [90] [91] что соответствует наблюдению COBE FIRAS. [91] [92] Дипольный момент не несет в себе никакой изначальной информации.

Из данных CMB видно, что Солнце движется со скоростью 369,82 ± 0,11 км/с относительно системы отсчета CMB (также называемой системой покоя CMB или системой отсчета, в которой нет движения через ЦМБ). Местная группа — группа галактик, в которую входит наша собственная галактика Млечный Путь — кажется, движется со скоростью 620 ± 15 км/с в направлении галактической долготы = 271,9° ± , b = 30° ± . [90] Диполь теперь используется для калибровки картографических исследований.

Многополюсный ( ≥ 2)

[ редактировать ]

Изменение температуры на картах температуры реликтового фона при более высоких мультиполях, или ≥ 2 , считается результатом возмущений плотности в ранней Вселенной до эпохи рекомбинации при красном смещении около z ⋍ 1100 . До рекомбинации Вселенная состояла из горячей плотной плазмы электронов и барионов. В такой горячей плотной среде электроны и протоны не могли образовывать нейтральные атомы. Барионы в такой ранней Вселенной оставались сильно ионизированными и поэтому были тесно связаны с фотонами за счет эффекта томпсоновского рассеяния. Эти явления заставили давление и гравитационные эффекты действовать друг против друга и вызвали флуктуации в фотон-барионной плазме. Вскоре после эпохи рекомбинации быстрое расширение Вселенной привело к охлаждению плазмы, и эти флуктуации «вморожены» в карты реликтового излучения, которые мы наблюдаем сегодня. [90]

Проблемы анализа данных

[ редактировать ]

Необработанные данные CMBR, даже с таких космических аппаратов, как WMAP или Planck, содержат эффекты переднего плана, которые полностью скрывают мелкомасштабную структуру космического микроволнового фона. Мелкомасштабная структура накладывается на необработанные данные CMBR, но она слишком мала, чтобы ее можно было увидеть в масштабе необработанных данных. Наиболее заметным из эффектов переднего плана является дипольная анизотропия, вызванная движением Солнца относительно фона CMBR. Дипольная анизотропия и другие явления, обусловленные годовым движением Земли относительно Солнца и многочисленными микроволновыми источниками в галактической плоскости и в других местах, должны быть вычтены, чтобы выявить чрезвычайно малые вариации, характеризующие мелкомасштабную структуру фона CMBR.Детальный анализ данных CMBR для создания карт, углового спектра мощности и, в конечном итоге, космологических параметров является сложной и вычислительно сложной задачей.

На практике трудно принять во внимание влияние шума и источников на переднем плане. В частности, на этих передних планах преобладают галактические излучения, такие как тормозное излучение , синхротронное излучение и пыль , излучающие в микроволновом диапазоне; на практике галактику приходится удалять, в результате чего карта реликтового излучения не является картой всего неба. Кроме того, точечные источники, такие как галактики и скопления, представляют собой еще один источник переднего плана, который необходимо удалить, чтобы не искажать короткомасштабную структуру спектра мощности реликтового излучения.

Ограничения на многие космологические параметры могут быть получены на основе их влияния на спектр мощности, а результаты часто рассчитываются с использованием Монте-Карло цепи Маркова методов выборки .

Аномалии

[ редактировать ]

Благодаря все более точным данным, предоставляемым WMAP, появился ряд заявлений о том, что реликтовое излучение демонстрирует аномалии, такие как очень крупномасштабная анизотропия, аномальное выравнивание и негауссово распределение. [93] [94] [95] Самым давним из них является спор о низком ℓ- мультиполе. Даже на карте COBE было замечено, что квадруполь ( = 2 , сферическая гармоника) имеет низкую амплитуду по сравнению с предсказаниями Большого взрыва. В частности, квадрупольный и октупольный режимы ( = 3 ), по-видимому, имеют необъяснимое выравнивание друг с другом, а также с плоскостью эклиптики и точками равноденствия . [96] [97] [98] Ряд групп предположили, что это может быть признаком новой физики в величайших наблюдаемых масштабах; другие группы подозревают систематические ошибки в данных. [99] [100] [101]

В конечном счете, из-за переднего плана и проблемы космической дисперсии , величайшие моды никогда не будут измеряться так же хорошо, как моды малого углового масштаба. Анализ проводился на двух картах, из которых передний план был удален, насколько это возможно: карта «внутренней линейной комбинации» коллаборации WMAP и аналогичная карта, подготовленная Максом Тегмарком и другими. [102] [43] [103] Более поздние анализы показали, что эти моды наиболее подвержены загрязнению переднего плана из-за синхротронного излучения , пыли и тормозного излучения, а также из-за экспериментальной неопределенности в монополе и диполе.

Полный байесовский анализ спектра мощности WMAP показывает, что квадрупольное предсказание космологии Lambda-CDM согласуется с данными на уровне 10% и что наблюдаемый октуполь ничем не примечателен. [104] Тщательный учет процедуры удаления переднего плана из полной карты неба еще больше снижает значимость выравнивания примерно на 5%. [105] [106] [107] [108] Недавние наблюдения с помощью телескопа Планк , который гораздо более чувствителен, чем WMAP, и имеет большее угловое разрешение, зафиксировали ту же аномалию, поэтому инструментальная ошибка (но не загрязнение переднего плана), по-видимому, исключена. [109] Совпадение является возможным объяснением, главный научный сотрудник WMAP предположил Чарльз Л. Беннетт , что в этом замешаны совпадение и человеческая психология: «Я действительно думаю, что существует некоторый психологический эффект: люди хотят находить необычные вещи». [110]

Измерения плотности квазаров на основе данных Wide-field Infrared Survey Explorer обнаружили диполь, значительно отличающийся от того, который был извлечен из анизотропии реликтового излучения. [111] Это различие противоречит космологическому принципу . [112]

Будущая эволюция

[ редактировать ]

Если предположить, что Вселенная продолжает расширяться и ее не ждет « Большое сжатие» , « Большой разрыв » или другая подобная судьба, космический микроволновый фон будет продолжать смещаться в красную сторону до тех пор, пока его нельзя будет обнаружить. [113] и будет заменен сначала тем, что создается звездным светом , а затем, возможно, позже фоновым излучением полей процессов, которые могут иметь место в далеком будущем Вселенной, таких как распад протона , испарение черных дыр и распад позитрония . [114]

Хронология предсказания, открытия и интерпретации

[ редактировать ]

Прогнозы температуры (без микроволнового фона)

[ редактировать ]
  • 1896 г. - Шарль Эдуард Гийом оценивает «излучение звезд» в К. 5–6 [63] [115]
  • 1926 г. - сэр Артур Эддингтон оценивает нетепловое излучение звездного света в галактике «... по формуле E = σT 4 эффективная температура, соответствующая этой плотности, равна 3,18° абсолютного… абсолютно черного тела». [63] [116]
  • 1930-е годы - космолог Эрих Регенер подсчитал, что нетепловой спектр космических лучей в галактике имеет эффективную температуру 2,8 К. [63]
  • 1931 – Термин «микроволновая печь» впервые использован в печати: «Когда стало известно об испытаниях с длиной волны всего 18 см, возникло нескрываемое удивление, что проблема микроволновой печи была решена так быстро». Телеграфно-телефонный журнал XVII. 179/1
  • 1934 г. - Ричард Толман показывает, что излучение черного тела в расширяющейся Вселенной охлаждается, но остается тепловым.
  • 1946 г. - Роберт Дике предсказывает «... излучение космической материи» при температуре < 20 К, но не упоминает фоновое излучение. [117]
  • 1946 - Джордж Гамов вычисляет температуру 50 К (при условии, что возраст Вселенной составляет 3 миллиарда лет), [118] комментируя это, «... разумно согласуется с фактической температурой межзвездного пространства», но не упоминается фоновое излучение. [119]
  • 1953 - Эрвин Финлей-Фрейндлих в поддержку своей теории усталого света выводит температуру черного тела для межгалактического пространства, равную 2,3 К, а в следующем году значения 1,9 К и 6,0 К. [120]

Прогнозирование и измерение микроволнового фонового излучения

[ редактировать ]
[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Лабораторный телескоп-приемник (RLT), инструмент диаметром 80 см (31 дюйм), находится выше на высоте 5525 м (18 125 футов), но не является постоянным, поскольку он прикреплен к крыше передвижного транспортного контейнера. [48] 2009 года Обсерватория Атакамы Токийского университета значительно выше обеих.
  1. ^ Перейти обратно: а б Сюняев Р.А. (1974). «Тепловая история Вселенной и спектр реликтового излучения». В Лонгэйре, М.С. (ред.). Сопоставление космологических теорий с данными наблюдений . ИАУС. Том. 63. Дордрехт: Спрингер. стр. 167–173. Бибкод : 1974IAUS...63..167S . дои : 10.1007/978-94-010-2220-0_14 . ISBN  978-90-277-0457-3 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Пензиас, А.А.; Уилсон, Р.В. (1965). «Измерение избыточной температуры антенны на частоте 4080 МГц/с» . Астрофизический журнал . 142 (1): 419–421. Бибкод : 1965ApJ...142..419P . дои : 10.1086/148307 .
  3. ^ Группа Смута (28 марта 1996 г.). «Космическое микроволновое фоновое излучение» . Лаборатория Лоуренса Беркли . Проверено 11 декабря 2008 г.
  4. ^ Каку, М. (2014). «Первая секунда Большого взрыва». Как работает Вселенная . Сезон 3. Эпизод 4. Discovery Science .
  5. ^ «Поверхность последнего рассеяния реликтового излучения НАСА» » . Проверено 5 июля 2023 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б Комацу, Эйитиро (18 мая 2022 г.). «Новая физика поляризованного света космического микроволнового фона» . Обзоры природы Физика . 4 (7): 452–469. arXiv : 2202.13919 . Бибкод : 2022НатРП...4..452К . дои : 10.1038/s42254-022-00452-4 . ISSN   2522-5820 .
  7. ^ «ЛЯМБДА — исследователь космического фона» . Lambda.gsfc.nasa.gov . Проверено 17 мая 2024 г.
  8. ^ Фикссен, диджей; Мэзер, Джей Си (20 декабря 2002 г.). «Спектральные результаты абсолютного спектрофотометра дальнего инфракрасного диапазона на COBE» . Астрофизический журнал . 581 (2): 817–822. Бибкод : 2002ApJ...581..817F . дои : 10.1086/344402 . ISSN   0004-637X .
  9. ^ Перейти обратно: а б Фикссен, диджей (2009). «Температура космического микроволнового фона». Астрофизический журнал . 707 (2): 916–920. arXiv : 0911.1955 . Бибкод : 2009ApJ...707..916F . дои : 10.1088/0004-637X/707/2/916 . S2CID   119217397 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Райт, Эдвард. «Космический микроволновый фон» . astro.ucla.edu . Проверено 28 мая 2024 г.
  11. ^ Перейти обратно: а б с Ху, Уэйн; Додельсон, Скотт (сентябрь 2002 г.). «Анизотропия космического микроволнового фона» . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 40 (1): 171–216. arXiv : astro-ph/0110414 . Бибкод : 2002ARA&A..40..171H . doi : 10.1146/annurev.astro.40.060401.093926 . ISSN   0066-4146 .
  12. ^ Сотрудничество Планка (2020), «Результаты Планка 2018 года V. Спектры мощности и вероятности реликтового излучения», Астрономия и астрофизика , 641 : A5, arXiv : 1907.12875 , Бибкод : 2020A&A...641A...5P , doi : 10.1051/0004- 6361/201936386
  13. ^ Сотрудничество Планка (2020), «Результаты Планка 2018. I. Обзор и космологическое наследие Планка», Астрономия и астрофизика , 641 : A1, arXiv : 1807.06205 , Bibcode : 2020A&A...641A...1P , doi : 10.1051/0004-6361/201833880 , S2CID   119185252
  14. ^ The Planck Collaboration (2014), «Результаты Planck 2013. XXVII. Доплеровское усиление реликтового излучения: Eppur si muove», Astronomy , 571 (27): A27, arXiv : 1303.5087 , Bibcode : 2014A&A...571A..27P , doi : 10.1051/0004-6361/201321556 , S2CID   5398329
  15. ^ Ху, Уэйн и Мартин Уайт. «Праймер для поляризации CMB». Препринт arXiv astro-ph/9706147 (1997).
  16. ^ Члуба, Дж.; и др. (2021). «Новые горизонты космологии со спектральными искажениями космического микроволнового фона» . Предложения путешествия 2050 . 51 (3): 1515–1554. arXiv : 1909.01593 . Бибкод : 2021ExA....51.1515C . дои : 10.1007/s10686-021-09729-5 . S2CID   202539910 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Чиркович, Милан М.; Перович, Слободан (01 мая 2018 г.). «Альтернативные объяснения космического микроволнового фона: историческая и эпистемологическая перспектива» . Исследования по истории и философии науки. Часть B: Исследования по истории и философии современной физики . 62 : 1–18. arXiv : 1705.07721 . Бибкод : 2018ШПМП..62....1С . дои : 10.1016/j.shpsb.2017.04.005 . ISSN   1355-2198 .
  18. ^ KA Olive и JA Peacock(Сентябрь 2017 г.) «21. Космология Большого Взрыва» в .С. Навас и др. (Группа данных о частицах), которая будет опубликована в журнале Phys. Ред. Д 110, 030001 (2024 г.)
  19. ^ «29. Фон космического микроволнового излучения: Группа данных о частицах П.А. Зайла (LBL, Беркли) и др.» (PDF) .
  20. ^ Перейти обратно: а б Пиблс, Пи Джей Э (1993). Принципы физической космологии . Издательство Принстонского университета . стр. 139–148 . ISBN  978-0-691-01933-8 .
  21. ^ Альфер, РА; Герман, Р.К. (1948). «Эволюция Вселенной». Природа . 162 (4124): 774–775. Бибкод : 1948Natur.162..774A . дои : 10.1038/162774b0 . S2CID   4113488 .
  22. ^ Гамов, Г. (1948). «Эволюция Вселенной». Природа . 162 (4122): 680–682. Бибкод : 1948Natur.162..680G . дои : 10.1038/162680a0 . ПМИД   18893719 . S2CID   4793163 .
  23. ^ Ассис, АКТ; Невес, MCD (1995). «История температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF) . Апейрон (3): 79–87.
  24. ^ Перейти обратно: а б Прощай, Деннис (5 сентября 2023 г.). «Назад в Нью-Джерси, где началась Вселенная. Полвека назад радиотелескоп в Холмделе, штат Нью-Джерси, отправил двух астрономов на 13,8 миллиардов лет назад во времени — и открыл космическое окно, через которое ученые заглядывают до сих пор» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 5 сентября 2023 года . Проверено 5 сентября 2023 г.
  25. ^ Пензиас, А.А. (2006). «Происхождение элементов» (PDF) . Наука . 205 (4406). Нобелевский фонд : 549–54. дои : 10.1126/science.205.4406.549 . ПМИД   17729659 . Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 г. Проверено 4 октября 2006 г.
  26. ^ Дике, Р.Х. (1946). «Измерение теплового излучения на микроволновых частотах» . Обзор научных инструментов . 17 (7): 268–275. Бибкод : 1946RScI...17..268D . дои : 10.1063/1.1770483 . ПМИД   20991753 . S2CID   26658623 . Эта базовая конструкция радиометра использовалась в большинстве последующих экспериментов по изучению космического микроволнового фона.
  27. ^ «Космическое микроволновое фоновое излучение (Нобелевская лекция) Роберта Уилсона, 8 декабря 1978 г., стр. 474» (PDF) .
  28. ^ Дике, Р.Х.; и др. (1965). «Космическое излучение черного тела». Астрофизический журнал . 142 : 414–419. Бибкод : 1965ApJ...142..414D . дои : 10.1086/148306 .
  29. ^ «Нобелевская премия по физике 1978 года» . Нобелевский фонд . 1978 год . Проверено 8 января 2009 г.
  30. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Партридж, Р. Брюс (4 апреля 2019 г.). «Космический микроволновый фон: от открытия к точной космологии». В Краге, Хельге; Лонгэр, Малкольм С. (ред.). Оксфордский справочник по истории современной космологии (1-е изд.). Издательство Оксфордского университета. стр. 292–345. дои : 10.1093/oxfordhb/9780198817666.013.8 . ISBN  978-0-19-881766-6 .
  31. ^ Харрисон, скорая помощь (1970). «Флуктуации на пороге классической космологии». Физический обзор D . 1 (10): 2726–2730. Бибкод : 1970PhRvD...1.2726H . дои : 10.1103/PhysRevD.1.2726 .
  32. ^ Пиблс, PJE; Ю, Дж.Т. (1970). «Первобытное адиабатическое возмущение в расширяющейся Вселенной». Астрофизический журнал . 162 : 815–836. Бибкод : 1970ApJ...162..815P . дои : 10.1086/150713 .
  33. ^ Зельдович, Ю.Б. (1972). «Гипотеза, объединяющая структуру и энтропию Вселенной». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 160 : 1П–4П. Бибкод : 1972MNRAS.160P...1Z . дои : 10.1093/mnras/160.1.1P .
  34. ^ Сюняев Р.А.; Зельдович Ю.Б. (1970). «Маломасштабные флуктуации реликтового излучения» . Астрофиз. Космические науки . 7 (1): 3–19. Бибкод : 1970Ap&SS...7....3S . дои : 10.1007/BF00653471 . S2CID   117050217 .
  35. ^ Смут, ГФ; и др. (1992). «Структура карт первого года дифференциального микроволнового радиометра COBE» . Письма астрофизического журнала . 396 (1): Л1–Л5. Бибкод : 1992ApJ...396L...1S . дои : 10.1086/186504 . S2CID   120701913 .
  36. ^ Беннетт, CL; и др. (1996). «Четырехлетние наблюдения космического микроволнового фона COBE DMR: карты и основные результаты». Письма астрофизического журнала . 464 : L1 – L4. arXiv : astro-ph/9601067 . Бибкод : 1996ApJ...464L...1B . дои : 10.1086/310075 . S2CID   18144842 .
  37. ^ Групен, К.; и др. (2005). Астрофизика частиц . Спрингер . стр. 240–241. ISBN  978-3-540-25312-9 .
  38. ^ Миллер, AD; и др. (1999). «Измерение углового спектра мощности микроволнового фона, полученного в высоких чилийских Андах». Астрофизический журнал . 521 (2): L79–L82. arXiv : astro-ph/9905100 . Бибкод : 1999ApJ...521L..79T . дои : 10.1086/312197 . S2CID   16534514 .
  39. ^ Мельчиорри, А.; и др. (2000). «Измерение ома в ходе североамериканского испытательного полета Бумеранга». Письма астрофизического журнала . 536 (2): L63–L66. arXiv : astro-ph/9911445 . Бибкод : 2000ApJ...536L..63M . дои : 10.1086/312744 . ПМИД   10859119 . S2CID   27518923 .
  40. ^ Ханани, С.; и др. (2000). «MAXIMA-1: Измерение анизотропии космического микроволнового фона в угловых масштабах 10 '–5 °». Астрофизический журнал . 545 (1): L5–L9. arXiv : astro-ph/0005123 . Бибкод : 2000ApJ...545L...5H . дои : 10.1086/317322 . S2CID   119495132 .
  41. ^ де Бернардис, П.; и др. (2000). «Плоская Вселенная на основе карт космического микроволнового фонового излучения высокого разрешения». Природа . 404 (6781): 955–959. arXiv : astro-ph/0004404 . Бибкод : 2000Natur.404..955D . дои : 10.1038/35010035 . hdl : 10044/1/60851 . ПМИД   10801117 . S2CID   4412370 .
  42. ^ Погосян, Л. ; и др. (2003). «Наблюдательные ограничения на производство космических струн во время инфляции бран». Физический обзор D . 68 (2): 023506. arXiv : hep-th/0304188 . Бибкод : 2003PhRvD..68b3506P . дои : 10.1103/PhysRevD.68.023506 .
  43. ^ Перейти обратно: а б с Беннетт, CL; (сотрудничество WMAP); Хиншоу, Г.; Ярошик, Н.; Когут, А.; Лимон, М.; Мейер, СС; Пейдж, Л.; Спергель, Д.Н.; Такер, Дж.С.; Воллак, Э.; Райт, Эл.; Барнс, К.; Гризон, MR; Хилл, РС; Комацу, Э.; Нолта, MR; Одегард, Н.; Пейрис, Х.В.; Верде, Л.; Вейланд, Дж.Л.; и др. (2003). «Первокурсники наблюдений с помощью микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): предварительные карты и основные результаты». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 148 (1): 1–27. arXiv : astro-ph/0302207 . Бибкод : 2003ApJS..148....1B . дои : 10.1086/377253 . S2CID   115601 . В этой статье предупреждается, что «статистика этой внутренней карты линейной комбинации сложна и не подходит для большинства анализов CMB».
  44. ^ Беннетт, CL; Ларсон, Д.; Вейланд, Дж.Л.; Ярошик, Н.; Хиншоу, Г.; Одегард, Н.; Смит, К.М.; Хилл, РС; Голд, Б.; Халперн, М.; Комацу, Э.; Нолта, MR; Пейдж, Л.; Спергель, Д.Н.; Воллак, Э. (20 сентября 2013 г.). «ДЕВЯТИЛЕТНИЕ НАБЛЮДЕНИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ АНИЗОТРОПИИ УИЛКИНСОНА ( WMAP ): ОКОНЧАТЕЛЬНЫЕ КАРТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 208 (2): 20. arXiv : 1212.5225 . Бибкод : 2013ApJS..208...20B . дои : 10.1088/0067-0049/208/2/20 . ISSN   0067-0049 .
  45. ^ Гланц, Джеймс (30 апреля 2001 г.). «Слушайте внимательно: из крошечного гула произошел большой взрыв» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 4 августа 2014 г.
  46. ^ Лейтч, Э.М.; и др. (декабрь 2002 г.). «Измерение поляризации с помощью градусно-углового интерферометра». Природа . 420 (6917): 763–771. arXiv : astro-ph/0209476 . Бибкод : 2002Natur.420..763L . дои : 10.1038/nature01271 . ПМИД   12490940 . S2CID   13967570 .
  47. ^ Фаулер, Дж.В.; Нимак, доктор медицины; Дикер, СР; Абобейкер, AM; Аде, Пенсильвания; Баттистелли, ES; Девлин, MJ; Фишер, Р.П.; Халперн, М.; Харгрейв, ПК; Хинкс, AD (10 июня 2007 г.). «Оптическая конструкция Атакамского космологического телескопа и миллиметровой болометрической камеры» . Прикладная оптика . 46 (17): 3444–3454. arXiv : astro-ph/0701020 . Бибкод : 2007ApOpt..46.3444F . дои : 10.1364/AO.46.003444 . ISSN   0003-6935 . ПМИД   17514303 . S2CID   10833374 .
  48. ^ Марроне; и др. (2005). «Наблюдения в атмосферных окнах 1,3 и 1,5 ТГц с помощью лабораторного телескопа-приемника». Шестнадцатый международный симпозиум по космической терагерцовой технологии : 64. arXiv : astro-ph/0505273 . Бибкод : 2005stt..conf...64M .
  49. ^ Клавин, Уитни; Харрингтон, JD (21 марта 2013 г.). «Миссия Планка делает Вселенную более четкой» . НАСА . Проверено 21 марта 2013 г.
  50. ^ Персонал (21 марта 2013 г.). «Картирование ранней Вселенной» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 23 марта 2013 г.
  51. ^ Сотрудничество Планка (2016). «Результаты Планка 2015. XIII. Космологические параметры (см. Таблицу 4 на стр. 31 п.п.м.)». Астрономия и астрофизика . 594 (13): А13. arXiv : 1502.01589 . Бибкод : 2016A&A...594A..13P . дои : 10.1051/0004-6361/201525830 . S2CID   119262962 .
  52. ^ Дж. Э. Карлстрем ; ПАР Аде; К. А. Эйрд; и др. (май 2011 г.). «10-метровый телескоп Южного полюса». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 123 (903): 568–581. arXiv : 0907.4445 . Бибкод : 2011PASP..123..568C . дои : 10.1086/659879 . ISSN   0004-6280 . Викиданные   Q56603073 .
  53. ^ Скотт, Д. (2005). «Стандартная космологическая модель». Канадский физический журнал . 84 (6–7): 419–435. arXiv : astro-ph/0510731 . Бибкод : 2006CaJPh..84..419S . CiteSeerX   10.1.1.317.2954 . дои : 10.1139/P06-066 . S2CID   15606491 .
  54. ^ Дарем, Фрэнк; Пуррингтон, Роберт Д. (1983). Структура Вселенной: история физической космологии . Издательство Колумбийского университета. стр. 193–209 . ISBN  978-0-231-05393-8 .
  55. ^ Гут, АХ (1998). Инфляционная Вселенная: В поисках новой теории космического происхождения . Основные книги . п. 186 . ISBN  978-0201328400 . ОСЛК   35701222 .
  56. ^ Чирильяно, Д.; де Вега, HJ; Санчес, Н.Г. (2005). «Уточнение моделей инфляции: точный инфляционный потенциал на основе эффективной теории поля и данных WMAP» . Физический обзор D (представленная рукопись). 71 (10): 77–115. arXiv : astro-ph/0412634 . Бибкод : 2005PhRvD..71j3518C . дои : 10.1103/PhysRevD.71.103518 . S2CID   36572996 .
  57. ^ Эбботт, Б. (2007). «Микроволновое (WMAP) обследование всего неба» . Планетарий Хейдена . Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 г. Проверено 13 января 2008 г.
  58. ^ Гавизер, Э.; Силк, Дж. (2000). «Космическое микроволновое фоновое излучение». Отчеты по физике . 333–334 (2000): 245–267. arXiv : astro-ph/0002044 . Бибкод : 2000ФР...333..245Г . CiteSeerX   10.1.1.588.3349 . дои : 10.1016/S0370-1573(00)00025-9 . S2CID   15398837 .
  59. ^ Смут, Г.Ф. (2006). «Анизотропия космического микроволнового фонового излучения: их открытие и использование» . Нобелевская лекция . Нобелевский фонд . Проверено 22 декабря 2008 г.
  60. ^ Хобсон, член парламента; Эфстатиу, Г.; Ласенби, АН (2006). Общая теория относительности: введение для физиков . Издательство Кембриджского университета . стр. 388 . ISBN  978-0-521-82951-9 .
  61. ^ Унсёлд, А.; Бодо, Б. (2002). Новый космос, Введение в астрономию и астрофизику (5-е изд.). Спрингер-Верлаг . п. 485. Бибкод : 2001ncia.book.....U . ISBN  978-3-540-67877-9 .
  62. ^ Уайт, М. (1999). «Анизотропия в реликтовом излучении». Материалы собрания в Лос-Анджелесе, DPF 99 . Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе . arXiv : astro-ph/9903232 . Бибкод : 1999dpf..conf.....W .
  63. ^ Перейти обратно: а б с д и Ассис, АКТ; Паулу, Сан; Невес, MCD (июль 1995 г.). «История температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF) . Апейрон . 2 (3): 79–87.
  64. ^ Фикссен, диджей (1995). «Формирование структуры во Вселенной». arXiv : astro-ph/9508159 .
  65. ^ «Преобразованное число: преобразование К в эВ» .
  66. ^ Нотердем, П.; Петижан, П.; Сриананд, Р.; Леду, К.; Лопес, С. (февраль 2011 г.). «Эволюция космической микроволновой фоновой температуры. Измерения T CMB при большом красном смещении от возбуждения угарным газом». Астрономия и астрофизика . 526 : Л7. arXiv : 1012.3164 . Бибкод : 2011A&A...526L...7N . дои : 10.1051/0004-6361/201016140 . S2CID   118485014 .
  67. ^ Додельсон, С. (2003). «Последовательный фазовый аргумент в пользу инфляции». Материалы конференции AIP . 689 : 184–196. arXiv : hep-ph/0309057 . Бибкод : 2003AIPC..689..184D . CiteSeerX   10.1.1.344.3524 . дои : 10.1063/1.1627736 . S2CID   18570203 .
  68. ^ Бауманн, Д. (2011). «Физика инфляции» (PDF) . Кембриджский университет . Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2018 г. Проверено 9 мая 2015 г.
  69. ^ Уэйн Ху. «Барионы и инерция» .
  70. ^ Уэйн Ху. «Радиационная движущая сила» .
  71. ^ Ху, В.; Уайт, М. (1996). «Акустические сигнатуры космического микроволнового фона». Астрофизический журнал . 471 : 30–51. arXiv : astro-ph/9602019 . Бибкод : 1996ApJ...471...30H . дои : 10.1086/177951 . S2CID   8791666 .
  72. ^ Сотрудничество WMAP; Верде, Л.; Пейрис, Х.В.; Комацу, Э.; Нолта, MR; Беннетт, CL; Халперн, М.; Хиншоу, Г.; и др. (2003). «Наблюдения первокурсника Уилкинсона с помощью микроволнового зонда анизотропии (WMAP): определение космологических параметров». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 148 (1): 175–194. arXiv : astro-ph/0302209 . Бибкод : 2003ApJS..148..175S . дои : 10.1086/377226 . S2CID   10794058 .
  73. ^ Перейти обратно: а б с д Нарликар, Джаянт В.; Падманабхан, Т. (сентябрь 2001 г.). «Стандартная космология и альтернативы: критическая оценка» . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 39 (1): 211–248. Бибкод : 2001ARA&A..39..211N . дои : 10.1146/annurev.astro.39.1.211 . ISSN   0066-4146 .
  74. ^ Перейти обратно: а б Триппе, Саша (2014). «Поляризация и поляриметрия: обзор» . Журнал Корейского астрономического общества . 47 (1): 15–39. arXiv : 1401.1911 . Бибкод : 2014JKAS...47...15T . дои : 10.5303/JKAS.2014.47.1.15 . ISSN   1225-4614 .
  75. ^ Ковач, Дж. М.; Лейтч, Э.М.; Прайк, К.; Карлстром, Дж. Э.; Халверсон, Северо-Запад; Хользапфель, В.Л. (декабрь 2002 г.). «Обнаружение поляризации космического микроволнового фона с помощью DASI» . Природа . 420 (6917): 772–787. arXiv : astro-ph/0209478 . Бибкод : 2002Natur.420..772K . дои : 10.1038/nature01269 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   12490941 .
  76. ^ Аде, Пенсильвания; Айкин, RW; Баркац, Д.; Бентон, SJ; Бишофф, Калифорния; Бок, Джей-Джей; Бревик, Дж.А.; Будер, И.; Буллок, Э.; Доуэлл, CD; Дубанд, Л.; Филиппини, Япония; Флишер, С.; Голвала, СР; Халперн, М. (19 июня 2014 г.). «Обнаружение поляризации B-моды в градусных угловых масштабах с помощью BICEP2» . Письма о физических отзывах . 112 (24): 241101. arXiv : 1403.3985 . Бибкод : 2014PhRvL.112x1101B . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.241101 . ISSN   0031-9007 . ПМИД   24996078 .
  77. ^ Селяк, У. (июнь 1997 г.). «Измерение поляризации космического микроволнового фона». Астрофизический журнал . 482 (1): 6–16. arXiv : astro-ph/9608131 . Бибкод : 1997ApJ...482....6S . дои : 10.1086/304123 . S2CID   16825580 .
  78. ^ Перейти обратно: а б Селяк, У.; Залдарриага М. (17 марта 1997 г.). «Сигнатура гравитационных волн в поляризации микроволнового фона». Физ. Преподобный Летт . 78 (11): 2054–2057. arXiv : astro-ph/9609169 . Бибкод : 1997PhRvL..78.2054S . doi : 10.1103/PhysRevLett.78.2054 . S2CID   30795875 .
  79. ^ Камионковски, М.; Косовский А. и Стеббинс А. (1997). «Зонд первичных гравитационных волн и завихренности». Физ. Преподобный Летт . 78 (11): 2058–2061. arXiv : astro-ph/9609132 . Бибкод : 1997PhRvL..78.2058K . doi : 10.1103/PhysRevLett.78.2058 . S2CID   17330375 .
  80. ^ Салдарриага, М.; Селяк У. (15 июля 1998 г.). «Влияние гравитационного линзирования на поляризацию космического микроволнового фона». Физический обзор D . 2. 58 (2): 023003. arXiv : astro-ph/9803150 . Бибкод : 1998PhRvD..58b3003Z . дои : 10.1103/PhysRevD.58.023003 . S2CID   119512504 .
  81. ^ Льюис, А.; Чаллинор, А. (2006). «Слабое гравитационное линзирование реликтового излучения». Отчеты по физике . 429 (1): 1–65. arXiv : astro-ph/0601594 . Бибкод : 2006PhR...429....1L . doi : 10.1016/j.physrep.2006.03.002 . S2CID   1731891 .
  82. ^ Хэнсон, Д.; и др. (2013). «Обнаружение поляризации B-моды в космическом микроволновом фоне по данным телескопа Южного полюса» . Письма о физических отзывах . 111 (14): 141301. arXiv : 1307.5830 . Бибкод : 2013PhRvL.111n1301H . doi : 10.1103/PhysRevLett.111.141301 . ПМИД   24138230 . S2CID   9437637 .
  83. ^ Перейти обратно: а б Камионковски, Марк; Ковец, Эли Д. (19 сентября 2016 г.). «В поисках B-мод инфляционных гравитационных волн» . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 54 (1): 227–269. arXiv : 1510.06042 . Бибкод : 2016ARA&A..54..227K . doi : 10.1146/annurev-astro-081915-023433 . ISSN   0066-4146 .
  84. ^ Прощай, Деннис (22 сентября 2014 г.). «Исследование подтверждает критику открытия Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 г. Проверено 22 сентября 2014 г.
  85. ^ Коллаборационная группа Planck (9 февраля 2016 г.). «Промежуточные результаты Планка. XXX. Угловой спектр мощности излучения поляризованной пыли на средних и высоких галактических широтах». Астрономия и астрофизика . 586 (133): А133. arXiv : 1409.5738 . Бибкод : 2016A&A...586A.133P . дои : 10.1051/0004-6361/201425034 . S2CID   9857299 .
  86. ^ Сэмюэл Райх, Евгения (2013). «Поляризация обнаружена в эхе Большого взрыва» . Природа . дои : 10.1038/nature.2013.13441 . S2CID   211730550 .
  87. ^ Сотрудничество «Полярный медведь» (2014). «Измерение спектра мощности поляризации B-режима космического микроволнового фона в субградусных масштабах с помощью POLARBEAR». Астрофизический журнал . 794 (2): 171. arXiv : 1403.2369 . Бибкод : 2014ApJ...794..171P . дои : 10.1088/0004-637X/794/2/171 . S2CID   118598825 .
  88. ^ «Проект POLARBEAR предлагает подсказки о происхождении всплеска космического роста Вселенной» . Христианский научный монитор . 21 октября 2014 г.
  89. ^ Хиншоу, Г.; Ларсон, Д.; Комацу, Э.; Спергель, Д.Н.; Беннетт, CL; Данкли, Дж.; Нолта, MR; Халперн, М.; Хилл, РС; Одегард, Н.; Пейдж, Л.; Смит, К.М.; Вейланд, Дж.Л.; Голд, Б.; Ярошик, Н. (20 сентября 2013 г.). «ДЕВЯТИЛЕТНИЕ НАБЛЮДЕНИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ АНИЗОТРОПИИ УИЛКИНСОНА ( WMAP ): РЕЗУЛЬТАТЫ КОСМОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 208 (2): 19. arXiv : 1212,5226 . Бибкод : 2013ApJS..208...19H . дои : 10.1088/0067-0049/208/2/19 . ISSN   0067-0049 .
  90. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г П.А. Зила и др. (Группа данных о частицах) (2020). «Обзор физики элементарных частиц» (PDF) . Успехи теоретической и экспериментальной физики . 2020 (8): 083C01. дои : 10.1093/ptep/ptaa104 . Обзор космического микроволнового фона Скотта и Смута.
  91. ^ Перейти обратно: а б Беннетт, К. «Дифференциальные микроволновые радиометры COBE: методы калибровки» .
  92. ^ Шош, С. (2016). «Дипольная модуляция космической микроволновой фоновой температуры и поляризации». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2016 (1): 046. arXiv : 1507.04078 . Бибкод : 2016JCAP...01..046G . дои : 10.1088/1475-7516/2016/01/046 . S2CID   118553819 .
  93. ^ Россманит, Г.; Рэт, К.; Бандей, Эй Джей; Морфилл, Г. (2009). «Негауссовы сигнатуры в пятилетних данных WMAP, определенные с помощью индексов изотропного масштабирования». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 399 (4): 1921–1933. arXiv : 0905.2854 . Бибкод : 2009МНРАС.399.1921Р . дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.15421.x . S2CID   11586058 .
  94. ^ Бернуи, А.; Мота, Б.; Ребусас, MJ; Тавакол, Р. (2007). «Отображение крупномасштабной анизотропии в данных WMAP». Астрономия и астрофизика . 464 (2): 479–485. arXiv : astro-ph/0511666 . Бибкод : 2007A&A...464..479B . дои : 10.1051/0004-6361:20065585 . S2CID   16138962 .
  95. ^ Яффе, ТР; Бандей, Эй Джей; Эриксен, Гонконг; Горский, К.М.; Хансен, ФК (2005). «Свидетельства завихренности и сдвига в больших угловых масштабах в данных WMAP: нарушение космологической изотропии?». Астрофизический журнал . 629 (1): Л1 – Л4. arXiv : astro-ph/0503213 . Бибкод : 2005ApJ...629L...1J . дои : 10.1086/444454 . S2CID   15521559 .
  96. ^ де Оливейра-Коста, А.; Тегмарк, Макс; Салдарриага, Матиас; Гамильтон, Эндрю (2004). «Значение крупнейших колебаний CMB в WMAP» . Физический обзор D (представленная рукопись). 69 (6): 063516. arXiv : astro-ph/0307282 . Бибкод : 2004PhRvD..69f3516D . дои : 10.1103/PhysRevD.69.063516 . S2CID   119463060 .
  97. ^ Шварц, диджей; Старкман, Гленн Д.; и др. (2004). «Является ли низкий микроволновый фон космическим?» . Письма о физических обзорах (представленная рукопись). 93 (22): 221301. arXiv : astro-ph/0403353 . Бибкод : 2004PhRvL..93v1301S . doi : 10.1103/PhysRevLett.93.221301 . ПМИД   15601079 . S2CID   12554281 .
  98. ^ Белевич, П.; Горский, К.М.; Бандей, Эй Джей (2004). «Мультипольные карты анизотропии реликтового излучения низкого порядка, полученные на основе WMAP». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 355 (4): 1283–1302. arXiv : astro-ph/0405007 . Бибкод : 2004MNRAS.355.1283B . дои : 10.1111/j.1365-2966.2004.08405.x . S2CID   5564564 .
  99. ^ Лю, Хао; Ли, Ти-Пей (2009). «Улучшенная карта CMB на основе данных WMAP». arXiv : 0907.2731v3 [ астроф-ф ].
  100. ^ Савангвит, Утане; Шанкс, Том (2010). «Лямбда-CDM и чувствительность профиля луча спектра мощности WMAP». arXiv : 1006.1270v1 [ астроф-ф ].
  101. ^ Лю, Хао; и др. (2010). «Диагностика ошибки синхронизации в данных WMAP». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 413 (1): Л96–Л100. arXiv : 1009.2701v1 . Бибкод : 2011MNRAS.413L..96L . дои : 10.1111/j.1745-3933.2011.01041.x . S2CID   118739762 .
  102. ^ Хиншоу, Г.; (сотрудничество WMAP); Беннетт, CL; Бин, Р .; Доре, О.; Гризон, MR; Халперн, М.; Хилл, РС; Ярошик, Н.; Когут, А.; Комацу, Э.; Лимон, М.; Одегард, Н.; Мейер, СС; Пейдж, Л.; Пейрис, Х.В.; Спергель, Д.Н.; Такер, Дж.С.; Верде, Л.; Вейланд, Дж.Л.; Воллак, Э.; Райт, Эл.; и др. (2007). «Трехлетние наблюдения с помощью микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): температурный анализ». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 170 (2): 288–334. arXiv : astro-ph/0603451 . Бибкод : 2007ApJS..170..288H . CiteSeerX   10.1.1.471.7186 . дои : 10.1086/513698 . S2CID   15554608 .
  103. ^ Тегмарк, М.; де Оливейра-Коста, А.; Гамильтон, А. (2003). «Передний план высокого разрешения очищен от карты CMB из WMAP». Физический обзор D . 68 (12): 123523. arXiv : astro-ph/0302496 . Бибкод : 2003PhRvD..68l3523T . дои : 10.1103/PhysRevD.68.123523 . S2CID   17981329 . В этой статье говорится: «Неудивительно, что двумя наиболее загрязненными мультиполями являются [квадруполь и октуполь], которые наиболее точно отражают морфологию галактической плоскости».
  104. ^ О'Дуайер, И.; Эриксен, Гонконг; Вандельт, Б.Д.; Джуэлл, Дж.Б.; Ларсон, Д.Л.; Горский, К.М.; Бандей, Эй Джей; Левин, С.; Лилье, ПБ (2004). «Анализ байесовского спектра мощности по данным первого года работы микроволнового зонда Уилкинсона по анизотропии». Письма астрофизического журнала . 617 (2): L99–L102. arXiv : astro-ph/0407027 . Бибкод : 2004ApJ...617L..99O . дои : 10.1086/427386 . S2CID   118150531 .
  105. ^ Слосар, А.; Селяк, У. (2004). «Оценка эффектов удаления переднего плана и неба в WMAP» . Физический обзор D (представленная рукопись). 70 (8): 083002. arXiv : astro-ph/0404567 . Бибкод : 2004ФРвД..70х3002С . дои : 10.1103/PhysRevD.70.083002 . S2CID   119443655 .
  106. ^ Белевич, П.; Эриксен, Гонконг; Бандей, Эй Джей; Горский, К.М.; Лилье, ПБ (2005). «Многополюсные векторные аномалии в данных WMAP за первый год: резкий анализ». Астрофизический журнал . 635 (2): 750–60. arXiv : astro-ph/0507186 . Бибкод : 2005ApJ...635..750B . дои : 10.1086/497263 . S2CID   1103733 .
  107. ^ Копи, CJ; Хутерер, Драган; Шварц, диджей; Старкман, Джордж (2006). «О большеугловых аномалиях микроволнового неба». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 367 (1): 79–102. arXiv : astro-ph/0508047 . Бибкод : 2006MNRAS.367...79C . CiteSeerX   10.1.1.490.6391 . дои : 10.1111/j.1365-2966.2005.09980.x . S2CID   6184966 .
  108. ^ де Оливейра-Коста, А.; Тегмарк, М. (2006). «Мультипольные измерения реликтового излучения на переднем плане» . Физический обзор D (представленная рукопись). 74 (2): 023005. arXiv : astro-ph/0603369 . Бибкод : 2006PhRvD..74b3005D . doi : 10.1103/PhysRevD.74.023005 . S2CID   5238226 .
  109. ^ «Планк показывает почти идеальный космос – плюс ось зла» .
  110. ^ «Найдено: инициалы Хокинга, написанные во Вселенной» .
  111. ^ Секрет, Натан Дж.; Хаузеггер, Себастьян фон; Рамиз, Мохамед; Мохаяи, Ройя; Саркар, Субир; Колен, Жак (2021). «Проверка космологического принципа с помощью квазаров» . Письма астрофизического журнала . 908 (2): L51. arXiv : 2009.14826 . Бибкод : 2021ApJ...908L..51S . дои : 10.3847/2041-8213/abdd40 . S2CID   222066749 .
  112. ^ Периволаропулос, Л.; Скара, Ф. (01 декабря 2022 г.). «Проблемы для ΛCDM: обновленная информация» . Новые обзоры астрономии . 95 : 101659. arXiv : 2105.05208 . Бибкод : 2022НовыйAR..9501659P . дои : 10.1016/j.newar.2022.101659 . ISSN   1387-6473 .
  113. ^ Краусс, Лоуренс М.; Шеррер, Роберт Дж. (2007). «Возвращение статичной Вселенной и конец космологии». Общая теория относительности и гравитация . 39 (10): 1545–1550. arXiv : 0704.0221 . Бибкод : 2007GReGr..39.1545K . дои : 10.1007/s10714-007-0472-9 . S2CID   123442313 .
  114. ^ Адамс, Фред К.; Лафлин, Грегори (1997). «Умирающая вселенная: долгосрочная судьба и эволюция астрофизических объектов». Обзоры современной физики . 69 (2): 337–372. arXiv : astro-ph/9701131 . Бибкод : 1997РвМП...69..337А . дои : 10.1103/RevModPhys.69.337 . S2CID   12173790 .
  115. ^ Гийом, К.-Э., 1896, La Nature 24, серия 2, с. 234
  116. ^ Ланг, Кеннет Р.; Джинджерич, Оуэн, ред. (31 декабря 1979 г.). «45. Внутренняя конституция звезд» . Справочник по астрономии и астрофизике, 1900–1975 гг . Издательство Гарвардского университета. стр. 281–290. doi : 10.4159/harvard.9780674366688.c50 . ISBN  978-0-674-36668-8 .
  117. ^ Перейти обратно: а б с Краг, Х. (1999). Космология и полемика: историческое развитие двух теорий Вселенной . Издательство Принстонского университета. п. 135 . ISBN  978-0-691-00546-1 . «В 1946 году Роберт Дике и его коллеги из Массачусетского технологического института испытали оборудование, которое могло бы проверить космический микроволновый фон интенсивностью, соответствующей примерно 20 К в микроволновом диапазоне. Однако они имели в виду не такой фон, а только «излучение космической материи». Кроме того, эта работа не имела отношения к космологии и упоминается только потому, что она предполагает, что к 1950 году обнаружение фонового излучения могло быть технически возможным, а также из-за более поздней роли Дике в этом открытии». См. также Дике, Р.Х.; и др. (1946). «Измерения атмосферного поглощения с помощью микроволнового радиометра». Физический обзор . 70 (5–6): 340–348. Бибкод : 1946PhRv...70..340D . дои : 10.1103/PhysRev.70.340 .
  118. Георгий Гамов, Сотворение Вселенной , стр.50 (Дверское переиздание исправленного издания 1961 года) ISBN   0-486-43868-6
  119. ^ Гамов, Г. (2004) [1961]. Космология и полемика: историческое развитие двух теорий Вселенной . Публикации Courier Dover . п. 40. ИСБН  978-0-486-43868-9 .
  120. ^ Эрвин Финлей-Фрейндлих, « Ueber die Rotverschiebung der Spektrallinien » (1953) Материалы обсерватории Университета Сент-Эндрюс ; нет. 4, с. 96–102. Финлей-Фрейндлих дал два крайних значения 1,9К и 6,0К в Finlay-Freundlich, E.: 1954, «Красные смещения в спектрах небесных тел», Phil. Маг., Том. 45, стр. 303–319.
  121. ^ МакКеллар, А. (1941). «Молекулярные линии из низших состояний двухатомных молекул, состоящих из атомов, вероятно присутствующих в межзвездном пространстве». Публикации Астрофизической обсерватории Доминиона . 7 (6). Ванкувер, Британская Колумбия, Канада: 251–272. Бибкод : 1941ПДАО....7..251М .
  122. ^ Вайнберг, Стивен (1972). Гравитация и космология: принципы и приложения общей теории относительности . Нью-Йорк: Уайли. стр. 514 . ISBN  978-0-471-92567-5 .
  123. ^ Хельге Краг , Космология и противоречия: историческое развитие двух теорий Вселенной (1999) ISBN   0-691-00546-X . «Альфер и Герман впервые рассчитали современную температуру развязанного первичного излучения в 1948 году, когда сообщили о значении 5 К. Хотя ни тогда, ни в более поздних публикациях не упоминалось, что излучение находится в микроволновой области, это сразу следует из температура... Альфер и Герман ясно дали понять, что то, что они назвали «температурой во Вселенной» в прошлом году, относилось к черному телу, распределенному фоновому излучению, совершенно отличному от звездного света».
  124. ^ Альфер, Ральф А.; Гамов, Георгий; Герман, Роберт (декабрь 1967 г.). «Тепловое космическое излучение и образование протогалактик» . Труды Национальной академии наук . 58 (6): 2179–2186. Бибкод : 1967PNAS...58.2179A . дои : 10.1073/pnas.58.6.2179 . ISSN   0027-8424 . ПМК   223817 . ПМИД   16591578 .
  125. ^ Деланной, Дж., Денисс, Дж. Ф., Ле Ру, Э., и Морле, Б. (1957). Абсолютные измерения малых плотностей потока излучения на частоте 900 МГц. Анналы астрофизики, Vol. 20, с. 222, 20, 222.
  126. ^ Shmaonov, T. A. (1957). "Commentary". Pribory I Tekhnika Experimenta (in Russian). 1 : 83. doi : 10.1016/S0890-5096(06)60772-3 .
  127. ^ Насельский, П.Д.; Новиков Д.И.; Новиков И.Д. (2006). Физика космического микроволнового фона . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-85550-1 .
  128. ^ Дорошкевич, А.Г.; Новиков И.Д. (1964). «Средняя плотность излучения в Метагалактике и некоторые проблемы релятивистской космологии». Доклады советской физики . 9 (23): 4292–4298. Бибкод : 1999EnST...33.4292W . дои : 10.1021/es990537g . S2CID   96773397 .
  129. Нобелевская премия по физике: упущенные возможности России , РИА Новости , 21 ноября 2006 г.
  130. ^ Сандерс, Р.; Кан, Дж. (13 октября 2006 г.). «Калифорнийский университет в Беркли, космолог LBNL Джордж Ф. Смут удостоен Нобелевской премии по физике 2006 года» . Новости Калифорнийского университета в Беркли . Проверено 11 декабря 2008 г.
  131. ^ Ковач, Дж. М.; и др. (2002). «Обнаружение поляризации космического микроволнового фона с помощью DASI» . Природа (Представлена ​​рукопись). 420 (6917): 772–787. arXiv : astro-ph/0209478 . Бибкод : 2002Natur.420..772K . дои : 10.1038/nature01269 . ПМИД   12490941 . S2CID   4359884 .
  132. ^ Ридхед, СКУД; и др. (2004). «Поляризационные наблюдения с помощью космического сканера фона». Наука . 306 (5697): 836–844. arXiv : astro-ph/0409569 . Бибкод : 2004Sci...306..836R . дои : 10.1126/science.1105598 . ПМИД   15472038 . S2CID   9234000 .
  133. ^ А. Ридхед и др., «Наблюдения за поляризацией с помощью устройства формирования изображения космического фона», Science 306, 836–844 (2004).
  134. ^ Персонал (17 марта 2014 г.). «Публикация результатов BICEP2 за 2014 год» . Национальный научный фонд . Проверено 18 марта 2014 г.
  135. ^ Клавин, Уитни (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной» . НАСА . Проверено 17 марта 2014 г.
  136. ^ Прощай, Деннис (17 марта 2014 г.). «Космическая рябь раскрывает дымящийся пистолет Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 марта 2014 г.
  137. ^ Прощай, Деннис (24 марта 2014 г.). «Рябь от Большого Взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 г. Проверено 24 марта 2014 г.
  138. ^ Перейти обратно: а б Аде, PAR (Сотрудничество BICEP2) (2014). «Обнаружение поляризации B-режима в градусных угловых масштабах с помощью BICEP2». Письма о физических отзывах . 112 (24): 241101. arXiv : 1403.3985 . Бибкод : 2014PhRvL.112x1101B . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.241101 . ПМИД   24996078 . S2CID   22780831 . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  139. ^ «Новости BICEP2 | Даже не так» .
  140. ^ Прощай, Деннис (19 июня 2014 г.). «Астрономы защищаются от заявления об обнаружении Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 г. Проверено 20 июня 2014 г.
  141. ^ Амос, Джонатан (19 июня 2014 г.). «Космическая инфляция: уверенность в сигнале Большого взрыва снижена» . Новости Би-би-си . Проверено 20 июня 2014 г.
  142. ^ Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн официально мертво». Природа . дои : 10.1038/nature.2015.16830 . S2CID   124938210 .
  143. ^ Планк Сотрудничество; и др. (2020). «Результаты Планка 2018. I. Обзор и космологическое наследие Планка». Астрономия и астрофизика . 641 : А1. arXiv : 1807.06205 . Бибкод : 2020A&A...641A...1P . дои : 10.1051/0004-6361/201833880 . S2CID   119185252 .
  144. ^ Планк Сотрудничество; и др. (2020). «Результаты Planck 2018. V. Спектры мощности и вероятности реликтового излучения». Астрономия и астрофизика . 641 : А5. arXiv : 1907.12875 . Бибкод : 2020A&A...641A...5P . дои : 10.1051/0004-6361/201936386 . S2CID   198985935 .
  145. ^ Вселенная Звездных врат — Роберт Карлайл рассказывает о фоновом излучении и миссии Судьбы (Видео). Ютуб. 10 ноября 2010 г. Проверено 28 февраля 2023 г.
  146. ^ Лю, Цысинь (23 сентября 2014 г.). «Задача трех тел: «Вселенная мерцает» » . Тор.com . Проверено 23 января 2023 г.
  147. ^ «Астрономия в вашем кошельке — NCCR PlanetS» . nccr-planets.ch . Проверено 23 января 2023 г.
  148. ^ «На самом деле «космическое микроволновое фоновое излучение» WandaVision реально» . Официальный сайт SYFY . 03 февраля 2021 г. Проверено 23 января 2023 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Бальби, Амедео (2008). Музыка большого взрыва: космическое микроволновое излучение и новая космология . Берлин: Шпрингер. ISBN  978-3-540-78726-6 .
  • Дюррер, Рут (2008). Космический микроволновый фон . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-84704-9 .
  • Эванс, Родри (2015). Космический микроволновый фон: как он изменил наше понимание Вселенной . Спрингер. ISBN  978-3-319-09927-9 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fcfae69fe31e77d9a92d1628e8672cf5__1722138120
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fc/f5/fcfae69fe31e77d9a92d1628e8672cf5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cosmic microwave background - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)