Astronomie

Wat is kosmische achtergrondstraling?

Wat is de kosmische achtergrondstraling (CMB)?
De kosmische achtergrondstraling is de reststraling van het vroege universum, afkomstig van ongeveer 380.000 jaar na de oerknal. In die tijd was het universum nog heet en dicht, gevuld met geladen deeltjes (ionen en elektronen) die voortdurend fotonen verstrooiden. Licht kon zich toen niet vrij voortbewegen – vergelijkbaar met hoe mist het zicht belemmert.
Toen het universum afkoelde tot 3000 K, konden elektronen zich binden aan protonen en stabiele atomen vormen (voornamelijk waterstof). Hierdoor konden fotonen ongehinderd verder reizen. Dit proces noemen we recombinatie, en het moment waarop het licht ofwel de elektromagnetische straling ‘vrij’ kwam, heet ontkoppeling(recombinatie).
De fotonen van dat moment zijn door de uitdijing van het universum afgekoeld tot microgolfstraling van enkele graden Kelvin en vormen nu de kosmische achtergrondstraling – een soort “fossiel licht” dat nog steeds uit alle richtingen komt.

WMAP

Dit is een afbeeldingvan de WMAP-satelliet (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), die tussen 2001 en 2010 de kosmische achtergrondstraling in kaart bracht.
WMAP bepaalde de leeftijd van het universumzeer nauwkeurig: 13,77 miljard jaar (met een foutenmarge van ±0,04 miljard jaar).
WMAP gaf voor het eerst exacte percentages van wat het heelal bevat:Donkere energie 68% die zorgt voor de versnellende uitdijing van het universum, Donkere onzichtbare materie 27% die zwaartekracht uitoefent en gewone materie (atomen) 5% Alles wat we kennen: sterren, planeten, mensen.
WMAP toonde aan dat het universum vlak is, met een afwijking van minder dan 1%. Dit betekent dat licht in rechte lijnen reist en dat het heelal zich eindeloos kan blijven uitbreiden.
WMAP bracht de kleine temperatuurfluctuaties in het vroege heelal haarscherp in kaart.
WMAP leverde sterke indirecte steun voor het idee dat het heelal vlak na de oerknal extreem snel uitdijde (inflatie).

George Lemaître

George Lemaître
George Lemaître, een Jezuïet en professor in de astrofysica aan de Universiteit van Leuven (1894–1966), was een van de eersten die de toen gangbare opvatting verwierp dat het universum eeuwig en onveranderlijk was. Hij wist dat de Amerikaanse astronoom Edwin P. Hubble in 1923 had aangetoond dat er buiten onze Melkweg talloze andere sterrenstelsels bestaan. Hubble was erin geslaagd de afstand tot de Andromedanevel te berekenen, wat aantoonde dat deze geen onderdeel was van de Melkweg, maar een apart sterrenstelsel.
Lemaître kende ook de resultaten van metingen van roodverschuiving die tussen 1912 en 1914 waren verricht door de astronoom Vesto Slipher. Daaruit bleek dat de spiraalnevels – die Hubble in 1923 als sterrenstelsels had geïdentificeerd – zich, op enkele uitzonderingen na, steeds sneller van ons én van elkaar verwijderen.
Lemaître kende de algemene relativiteitstheorie van Einstein waarin gesteld wordt dat dat massa en energie de ruimte en de tijd kunnen beïnvloeden en paste deze theorie toe op het hele universum. op grond daarvan kwam hij tot de conclusie dat de ruimte expandeert.
Op basis van deze gegevens trok Lemaître in 1927 een ingenieuze conclusie: "Als het universum vandaag uitdijt, dan moet het in het verleden kleiner zijn geweest. Piepklein." In 1931 stelde hij dat het heelal ontstaan moet zijn uit een uiterst compacte en dichte massa – kleiner dan een atoom – waaruit de volledige kosmos is voortgekomen.

Planck Observatory

Planck Observatory
De Planck Observatory was een (sub)millimeter- en radiotelescoop die op 14 mei 2009 in een baan om het tweede Lagrangepunt van het Aarde-Zon systeem gebracht werd werd.
Het doel van Planck Observatory was het meten van anisotropieën(de temperatuur van de kosmische microgolfstralingdie niet overal hetzelfde is). in de kosmische microgolf achtergrondstraling. Dit is de warmtestraling die kort na het ontstaan van het heelal met de oerknal is uitgezonden en nu pas, meer dan 13,7 miljard jaar later, onze regio van het heelal bereikt. De temperatuur van de achtergrondstraling is in die tijd gedaald tot 2,725 ± 0,001 kelvin.
Deze satelliet is vernoemd naar de Duitse natuurkundige Max Planck.
Omdat de satelliet door het opraken van de koeling niet langer in staat is te observeren is hij in augustus 2013 in een parkeerbaan gebracht, en op 23 oktober 2013 is het laatste commando naar Planck gestuurd om de satelliet uit te zetten.

COBE

COBE: Cosmic Background Explorer gelanceerd 1989
Actief: 1989–1993 Aan boord waren:
Een Differential Microwave Radiometer (DMR)
Een Far-InfraRed Absolute Spectrophotometer (FIRAS)
En
Diffuse Infrared Background Experiment (DIRBE)

Belangrijkste prestaties:
Bevestigde het bestaan van de CMB-ontdekt dat het spectrum van de achtergrondstraling precies overeenkomt met het voorspelde spectrum, met een temperatuur van een zwarte straler van 2,725 +/- 0,002 K. → bewijs voor een heet, dicht begin (de oerknal).

Vond de eerste kleine temperatuurfluctuaties aan de hand 'kosmische microgolf-achtergrondstraling'hiermee werd een kaart berekend van de periode dat het universum 380.000 jaar jong was. De temperatuurfluctuaties(blauw-rood) corresponderen met de veronderstelde dichtheidsfluctuaties in materie en energie toen.