Kozmik mikrodalga arka plan ışınımı

Fon ışımasının evrensel haritası ve gözenekli yapısı

Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması (kısaca:Fon ışıması veya fon radyasyonu) 1965 yılında keşfedilen bütün evreni dolduran bir elektromanyetik dalga biçimidir. 2.725 kelvin sıcaklığındaki siyah nesnenin termal ışınımına tekabül eden 160.2 GHz frekansında ve 1.9 mm dalga boyunda olduğu COBE uydusu tarafından havaküre dışında hassas olarak ölçülmüştür. Fon ışıması, evrenin en uzağından yani en eski geçmişinden geldiği düşünülen elektromanyetik ışımadır. Bu ışımayı birçok radyo astronom ve fizikçi Büyük Patlamanın en büyük kanıtı sayarlar.

1948 yılında George Gamow, Ralph Alpher ve Robert Herman tarafından varlığı teorik olarak öne sürülmüş ve 5 K sıcaklığında bir kara nesnenin yaydığı ışıma ile aynı dalga boyunda olması gerektiği hesap edilmişti. 1960 yılında radyo astronomlar bu dalga boyunda ışımayı farkettiklerinde ilk önce antenlerdeki kuş pisliklerinden kaynaklanan bir elektriksel parazit olduğundan şüphelendiler ve temizlik yapıp ölçümleri tekrarladılar. Tekrar aynı sonucu başka astronomlar da keşfetti ve makalelerinde yayınladı. NASA tarafından atmosfer şartlarından etkilenmeden doğru ölçüm yapması için bu işe özel COBE (COBE:cosmic Background Explorer - kozmik arkaplan araştırıcısı) uydusu uzaya gönderildi.

Kuramsal İzahı

Gökadaların drawradar homojen genleşmesi

Doppler etkisine göre daha uzaktaki gökadalar daha kırmızı dalga boyuna kayar. Yaklaşan trenin düdüğünün sesinin tiz perdeden gelmesi ve uzaklaşan trenin düdüğünün sesinin kalın perdeden gelmesi gibi uzaklaşan ışığın dalga boyu da kırmızıya kayar (daha uzun dalga boyuna doğru). Uzaktaki gökadaların bizden daha büyük hızlarla uzaklaştığı gözlemlenmiştir. Mantıken evren büyük patlama neticesinde genişlerken gökadalar birbirinden homojen hızlarda genişlemeliydi. Uzaktaki gökadaların daha büyük hızlarla birbirinden uzaklaşması homojen genişlemeyi de doğrular.

O zaman en uzaktaki gökadaların dalga boyu ne olmalıydı. Özel görelik kuramına göre ışık hızı aşılamayacağına göre en uzaktakiler ışık hızından küçük sonlu bir hızla uzaklaşmalıydı. En uzaktaki gökadadan gelen ışık hem en hızlı uzaklaşan hem de en uzak geçmişten gelen ışıktır. En uzak geçmiş ise evrenin oluştuğu zamanlardan gelen ışıktır. Deneysel gözlemlerde böyle bir ışımaya rastlanmış ve ilk önceleri bu ışımanın doğal olmayan bir kaynaktan gelen parazit olduğu sanılmıştı. Sonra ışımanın uzayda her doğrultudan geldiği tesbit edildi ve sonra evrenin en uzak geçmişinden gelen kozmik fon ışıması olduğuna hükmedildi. Fon ışıması en uzak geçmişten gelen en uzun dalga boylu ışımadır.

Evren ilk oluştuğunda ışıma serbestçe yayılma fırsatı bulduğunda yani ilk madde öncesi yapıtaşlarının boşluklarından sızabildiği kadarıyla gözlemlenebilmektedir. Uzayda her doğrultuda homojen bir ışıma olmadığı gözlemlenmiştir. Fon ışımasının haritası gözenekli bir yapı sergiler.

COBE Uydusu'ndaki FIRAS cihazı ile ölçülen kozmik mikrodalga arkaplan tayfı doğada siyah cisim tayfı ile kesin olarak ölçülür. Teorik eğriyi oluştumak için bu grafikte toplanan veri noktaları ve standart hata çizgileri ihmal edilmiştir.

İlgili çalışmalar

1989 yılında NASA'nın COBE adlı uydusundan gelen verilerle harekete geçen ve evrenin 380.000 yıl önceki halini keşfeden George Smoot ve John C. Mather adlı iki Amerikalı araştırmacı,2006 yılı Nobel Fizik Ödülü'ne sahip olmuşlardır.Böylece kozmik arkaplan ışımalarının varlığı ve Big Bang Teorisi'nin doğruluğu daha fazla netlik kazanmıştır. Şablon:Link SM