Космический микроволновый фон

Следы излучения ранней Вселенной

Тепловая карта температурных колебаний космического микроволнового фона, полученная с помощью зонда микроволновой анизотропии Уилкинсона за девять лет

Космический микроволновый фон ( CMB или CMBR ) – это микроволновое излучение , которое заполняет все пространство наблюдаемой Вселенной . Это остаток, который является важным источником данных о первичной вселенной. ^[1] В стандартном оптическом телескопе фоновое пространство между звездами и галактиками почти полностью темное. Однако достаточно чувствительный радиотелескоп обнаруживает слабое фоновое свечение, почти однородное и не связанное ни с какой звездой, галактикой или другим объектом . Это свечение наиболее сильно в микроволновой области радиоспектра. Случайное открытие реликтового излучения в 1965 году американскими радиоастрономами Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном стало кульминацией работ, начатых в 1940-х годах. ^{[2] [3]}

Реликтовое излучение является знаковым доказательством теории Большого взрыва о происхождении Вселенной. В космологических моделях Большого взрыва в самые ранние периоды Вселенная была заполнена непрозрачным туманом из плотной горячей плазмы субатомных частиц . По мере расширения Вселенной эта плазма охлаждалась до такой степени, что протоны и электроны объединялись, образуя нейтральные атомы, состоящие в основном из водорода. В отличие от плазмы, эти атомы не могли рассеивать тепловое излучение за счет томсоновского рассеяния , и поэтому Вселенная стала прозрачной. ^[4] Это событие разделения , известное как эпоха рекомбинации , позволило фотонам свободно путешествовать в пространстве – иногда называемое реликтовым излучением . ^[1] Однако фотоны стали менее энергичными из-за космологического красного смещения , связанного с расширением Вселенной . Поверхность последнего рассеяния относится к оболочке, находящейся на правильном расстоянии в пространстве, поэтому теперь принимаются фотоны, которые изначально испускались во время развязки. ^[5]

Реликтовое излучение не является полностью гладким и однородным, демонстрируя слабую анизотропию , которую можно отобразить чувствительными детекторами. Для измерения этих температурных неоднородностей использовались наземные и космические эксперименты, такие как COBE и WMAP . Структура анизотропии определяется различными взаимодействиями вещества и фотонов вплоть до точки разделения, что приводит к характерному комковатому узору, меняющемуся в зависимости от углового масштаба. Распределение анизотропии по небу имеет частотные компоненты, которые можно представить спектром мощности , отображающим последовательность пиков и впадин. Пиковые значения этого спектра содержат важную информацию о физических свойствах ранней Вселенной: первый пик определяет общую кривизну Вселенной , а второй и третий пики детализируют плотность нормальной материи и так называемой темной материи соответственно. Извлечение мелких деталей из данных CMB может быть сложной задачей, поскольку излучение претерпело изменения из-за особенностей переднего плана, таких как скопления галактик .

Важность точного измерения

Точные измерения реликтового излучения имеют решающее значение для космологии, поскольку любая предлагаемая модель Вселенной должна объяснять это излучение. Реликтовое излучение имеет спектр теплового черного тела при температуре2,725 48 ± 0,000 57  К . ^[6] Спектральная яркость dE _ν / dν достигает максимума на частоте 160,23 ГГц в микроволновом диапазоне частот, что соответствует энергии фотонов около6,626 × 10 ^-4  эВ . Альтернативно, если спектральная яркость определяется как dE _λ / dλ , тогда пиковая длина волны составляет 1,063 мм (282 ГГц,1,168 × 10-3  эВ ^{фотонов} ). Свечение почти однородно во всех направлениях, но крошечные остаточные изменения демонстрируют очень специфическую картину, такую ​​же, как и ожидалось от достаточно равномерно распределенного горячего газа , который расширился до нынешних размеров Вселенной. В частности, спектральная яркость неба под разными углами наблюдения содержит небольшие анизотропии или неоднородности, которые меняются в зависимости от размера исследуемой области. Они были детально измерены и соответствуют тому, что можно было бы ожидать, если бы небольшие тепловые вариации, вызванные квантовыми флуктуациями материи в очень крошечном пространстве, расширились до размеров наблюдаемой Вселенной, которую мы видим сегодня. Это очень активная область исследований: ученые ищут как более точные данные (например, космический корабль «Планк »), так и лучшую интерпретацию начальных условий расширения. Хотя многие различные процессы могут привести к появлению спектра черного тела, ни одна модель, кроме Большого взрыва, пока не объяснила эти флуктуации. В результате большинство космологов считают модель Вселенной Большого взрыва лучшим объяснением реликтового излучения.

Высокая степень однородности во всей наблюдаемой Вселенной и ее слабая, но измеренная анизотропия обеспечивают убедительную поддержку модели Большого взрыва в целом и модели ΛCDM («Лямбда-холодная темная материя») в частности. Более того, флуктуации когерентны на угловых масштабах, превышающих видимый космологический горизонт при рекомбинации. Либо такая согласованность акаузально настроена , либо произошла космическая инфляция . ^{[7] [8]}

Помимо температуры и анизотропии поляризации, ожидается, что частотный спектр реликтового излучения будет иметь небольшие отклонения от закона черного тела, известные как спектральные искажения . Они также находятся в центре активных исследовательских усилий с надеждой на первое измерение в ближайшие десятилетия, поскольку они содержат огромное количество информации о первичной Вселенной и формировании структур в последнее время. ^[9]

Функции

График спектра космического микроволнового фона, измеренный прибором FIRAS на COBE , наиболее точно измеренном спектре черного тела в природе. ^[10] Столбики погрешностей слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже на увеличенном изображении, и невозможно отличить наблюдаемые данные от теоретической кривой.

Космическое микроволновое фоновое излучение представляет собой излучение однородной тепловой энергии черного тела , исходящей из всех частей неба. Излучение изотропно примерно с точностью до одной стотысячной: среднеквадратические изменения составляют всего 18 мкК ^[11] после вычитания дипольной анизотропии из доплеровского сдвига фонового излучения. Последнее вызвано пекулярной скоростью Солнца относительно сопутствующей космической системы покоя, когда оно движется со скоростью 369,82 ± 0,11 км/с к созвездию Льва (галактическая долгота 264,021 ± 0,011, галактическая широта 48,253 ± 0,005). ^[12] Были измерены диполь реликтового излучения и аберрация в более высоких мультиполях, что соответствует движению галактик. ^[13]

В модели Большого взрыва формирования Вселенной инфляционная космология предсказывает , что примерно через 10–37 ^секунд [ ^14] зарождающаяся Вселенная претерпела экспоненциальный рост , который сгладил почти все неровности. Остальные неоднородности были вызваны квантовыми флуктуациями поля инфлатона , вызвавшими событие инфляции. ^[15] Задолго до образования звезд и планет ранняя Вселенная была меньше, намного горячее и, начиная с 10 ^{−6 секунд после Большого} взрыва , заполнялась равномерным свечением из раскаленного добела тумана взаимодействующей плазмы фотонов и электронов . и барионы .

По мере расширения Вселенной адиабатическое охлаждение приводило к уменьшению плотности энергии плазмы до тех пор, пока электронам не стало выгодно объединяться с протонами , образуя атомы водорода . Это событие рекомбинации произошло, когда температура была около 3000 К или когда Вселенной было примерно 379 000 лет. ^[16] Поскольку фотоны не взаимодействовали с этими электрически нейтральными атомами, первые начали свободно перемещаться в пространстве, что привело к разделению материи и излучения. ^[17]

Цветовая температура ансамбля разделенных фотонов с тех пор продолжает уменьшаться; теперь до2,7260 ± 0,0013 К , ^[6] она будет продолжать падать по мере расширения Вселенной. Интенсивность излучения соответствует излучению черного тела при температуре 2,726 К, поскольку излучение черного тела с красным смещением аналогично излучению черного тела при более низкой температуре. Согласно модели Большого взрыва, излучение неба, которое мы измеряем сегодня, исходит от сферической поверхности, называемой поверхностью последнего рассеяния . Это представляет собой набор мест в пространстве, в которых, по оценкам, произошло событие развязки ^[18] и в такой момент времени, что фотоны с этого расстояния только что достигли наблюдателей. Большая часть энергии излучения во Вселенной находится в космическом микроволновом фоне, ^[19] составляя долю примерно6 × 10 ⁻⁵ полной плотности Вселенной. ^[20]

Двумя величайшими успехами теории Большого взрыва являются предсказание почти идеального спектра черного тела и детальное предсказание анизотропии космического микроволнового фона. Спектр реликтового излучения стал наиболее точно измеренным спектром черного тела в природе. ^[10]

Плотность энергии реликтового излучения составляет 0,260 эВ/см ³ (4,17 × 10 ^-14  Дж/м ³ ), что дает около 411 фотонов/см ³ . ^[21]

История

Космический микроволновый фон был впервые предсказан в 1948 году Ральфом Альфером и Робертом Херманом в тесной связи с работой, выполненной научным руководителем Альфера Джорджем Гамовым . ^{[22] [23] [24] [25]} Альфер и Герман смогли оценить температуру космического микроволнового фона в 5 К, хотя два года спустя они повторно оценили ее в 28 К. Такая высокая оценка была обусловлена неправильная оценка постоянной Хаббла Альфредом Бером, которую невозможно было воспроизвести и которая позже была оставлена ​​в пользу более ранней оценки. Хотя ранее было несколько оценок температуры космоса, в этих оценках было два недостатка. Во-первых, это были измерения эффективной температуры космоса , и они не предполагали, что пространство заполнено тепловым планковским спектром . Далее, они зависят от того, что мы находимся в особой точке на краю галактики Млечный Путь , и они не предполагают, что излучение изотропно. Оценки дали бы совсем другие предсказания, если бы Земля оказалась в другом месте во Вселенной. ^[26]

Рупорная антенна Холмдела , с помощью которой Пензиас и Уилсон обнаружили космический микроволновый фон. Антенна была построена в 1959 году для поддержки проекта «Эхо» — пассивных спутников связи Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства, которые использовали большие алюминизированные пластиковые шары, вращающиеся вокруг Земли, в качестве отражателей для отражения радиосигналов из одной точки Земли в другую. ^[27]

Результаты Альфера и Германа 1948 года обсуждались во многих физических кругах примерно до 1955 года, когда оба покинули Лабораторию прикладной физики Университета Джона Хопкинса . Однако основное астрономическое сообщество в то время не было заинтриговано космологией. Предсказание Альфера и Германа было заново открыто Яковом Зельдовичем в начале 1960-х годов и в то же время независимо предсказано Робертом Дике . Первое опубликованное признание реликтового излучения как обнаруживаемого явления появилось в краткой статье советских астрофизиков А.Г. Дорошкевича и Игоря Новикова весной 1964 года. ^[28] В 1964 году Дэвид Тодд Уилкинсон и Питер Ролл, коллеги Дике из Принстонского университета начал создавать радиометр Дике для измерения космического микроволнового фона. ^[29] В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Вудро Вильсон в Кроуфорд-Хилл , где располагались лаборатории Bell Telephone Laboratories в соседнем городке Холмдел, штат Нью-Джерси, построили радиометр Дике, который они намеревались использовать для радиоастрономических экспериментов и экспериментов по спутниковой связи. ^[27] 20 мая 1964 года они сделали свои первые измерения, ясно показавшие наличие микроволнового фона, ^[30] при этом их прибор имел избыточную температуру антенны 4,2 К , которую они не могли объяснить. Получив телефонный звонок из Кроуфорд-Хилла, Дик сказал: «Ребята, нас поймали». ^{[2] [31] [32]} На встрече групп из Принстона и Кроуфорд-Хилла было установлено, что температура антенны действительно была вызвана микроволновым фоном. За свое открытие Пензиас и Уилсон получили Нобелевскую премию по физике 1978 года. ^[33]

Интерпретация космического микроволнового фона была спорным вопросом в 1960-х годах, когда некоторые сторонники теории устойчивого состояния утверждали, что микроволновый фон был результатом рассеянного звездного света от далеких галактик. ^[34] Используя эту модель и основываясь на изучении особенностей узких линий поглощения в спектрах звезд, астроном Эндрю МакКеллар написал в 1941 году: «Можно вычислить, что « вращательная температура » межзвездного пространства равна 2 К». ^[35] Однако в 1970-х годах был достигнут консенсус в отношении того, что космическое микроволновое фоновое излучение является остатком Большого взрыва. Во многом это произошло потому, что новые измерения в ряде частот показали, что спектр представляет собой тепловой спектр черного тела , а это результат, который модель стационарного состояния не смогла воспроизвести. ^[36]

Харрисон, Пиблс, Ю и Зельдович поняли, что ранняя Вселенная потребует неоднородностей на уровне 10 ^-4 или 10 ^-5 . ^{[37] [38] [39]} Рашид Сюняев позже рассчитал наблюдаемый отпечаток, который эти неоднородности окажут на космическом микроволновом фоне. ^[40] Все более строгие ограничения на анизотропию космического микроволнового фона были установлены в ходе наземных экспериментов в 1980-х годах. РЕЛИКТ-1 , советский эксперимент по анизотропии космического микроволнового фона на борту спутника «Прогноз-9» (запущенный 1 июля 1983 г.), дал верхние пределы крупномасштабной анизотропии. Миссия НАСА COBE четко подтвердила первичную анизотропию с помощью дифференциального микроволнового радиометра, опубликовав свои результаты в 1992 году. ^{[41] [42]} За это открытие команда получила Нобелевскую премию по физике за 2006 год.

Вдохновленные результатами COBE, в течение следующего десятилетия в серии наземных экспериментов и экспериментов на воздушных шарах была измерена анизотропия космического микроволнового фона в меньших угловых масштабах. Основной целью этих экспериментов было измерение масштаба первого акустического пика, для разрешения которого у COBE не было достаточного разрешения. Этот пик соответствует крупномасштабным изменениям плотности в ранней Вселенной, вызванным гравитационной нестабильностью, приводящей к акустическим колебаниям в плазме. ^[43] Первый пик анизотропии был предварительно обнаружен экспериментом Токо , и результат был подтвержден экспериментами BOOMERanG и MAXIMA . ^{[44] [45] [46]} Эти измерения показали, что геометрия Вселенной примерно плоская, а не изогнутая . ^[47] Они исключили космические струны как основной компонент формирования космических структур и предположили, что космическая инфляция является правильной теорией формирования структур. ^[48]

Второй пик был предварительно обнаружен в ходе нескольких экспериментов, прежде чем окончательно обнаружен WMAP , который предварительно обнаружил третий пик. ^[49] По состоянию на 2010 год продолжаются несколько экспериментов по улучшению измерений поляризации и микроволнового фона в малых угловых масштабах. ^{[ нужно обновить ]} К ним относятся DASI, WMAP, BOOMERanG, QUAD , космический корабль «Планк» , космологический телескоп Атакамы , телескоп Южного полюса и телескоп QUIET .

Предсказания до интерпретации Большого взрыва

Существуют проблемы со стандартной интерпретацией реликтового излучения в рамках теории Большого взрыва. Фоновая температура космоса была предсказана Шарлем Эдуардом Гийомом , Артуром Эддингтоном , Эрихом Регенером , Вальтером Нернстом , Герхардом Герцбергом , Эрвином Финли-Фрейндлихом , Максом Борном и Энтони Ператтом на основе теории Вселенной без расширения и до открытия СМБ. Их предсказания были более точными, чем модели Большого взрыва. ^{[ нужна цитата ]} Самая ранняя известная оценка фоновой температуры «космоса» была сделана Гийомом в 1896 году. ^[50]

Эта статья документирует историю предсказаний.

Альтернативные интерпретации также соответствуют модели Плазменной Вселенной, которую отстаивают Энтони Ператт и Эрик Лернер , физик плазмы из LPP Fusion. Лернер написал «Большого взрыва никогда не было» . Он интерпретирует реликтовое излучение как « радиотуман из плотных плазменных нитей». Если Лернер прав и реликтовое излучение не является остаточным тепловым признаком, то оно ничего не говорит нам о возрасте Вселенной. ^{[ нужна цитата ]}

Связь с Большим взрывом

Космическое микроволновое фоновое излучение и космологическое соотношение красного смещения и расстояния вместе считаются лучшими имеющимися доказательствами события Большого взрыва . Измерения реликтового излучения сделали инфляционную модель Большого взрыва Стандартной космологической моделью . ^[51] Открытие реликтового излучения в середине 1960-х годов снизило интерес к альтернативам , таким как теория устойчивого состояния . ^[52]

В конце 1940-х годов Альфер и Герман пришли к выводу, что, если бы произошел Большой взрыв, расширение Вселенной растянуло бы высокоэнергетическое излучение очень ранней Вселенной в микроволновую область электромагнитного спектра и до температуры около 5 К. Они немного ошиблись со своей оценкой, но идея была верной. Они предсказали CMB. Пензиасу и Уилсону потребовалось еще 15 лет, чтобы обнаружить, что микроволновый фон действительно существует. ^[53]

Согласно стандартной космологии, реликтовое излучение дает снимок горячей ранней Вселенной в тот момент времени, когда температура упала достаточно, чтобы позволить электронам и протонам образовать атомы водорода . Это событие сделало Вселенную почти прозрачной для излучения, поскольку свет больше не рассеивался на свободных электронах. Когда это произошло примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, температура Вселенной составляла около 3000 К. Это соответствует энергии окружающей среды около0,26  эВ , что намного меньше, чемЭнергия ионизации водорода 13,6 эВ . ^[54] Эту эпоху обычно называют «временем последнего рассеяния» или периодом рекомбинации или развязки . ^[55]

С момента развязки цветовая температура фонового излучения упала в среднем в 1089 раз ^[56] из-за расширения Вселенной. По мере расширения Вселенной фотоны реликтового излучения смещаются в красную сторону , что приводит к уменьшению их энергии. Цветовая температура этого излучения обратно пропорциональна параметру, который описывает относительное расширение Вселенной с течением времени, известному как масштабная длина . Можно показать , что цветовая температура Т _r реликтового излучения как функция красного смещения z пропорциональна цветовой температуре реликтового излучения, наблюдаемой в настоящее время (2,725 К или 0,2348 мэВ): ^[57]

Т _р = 2,725 К × (1 + z )

Первичная анизотропия

Спектр мощности температурной анизотропии космического микроволнового фонового излучения в терминах углового масштаба (или мультипольного момента ). Показанные данные взяты из инструментов WMAP (2006), Acbar (2004), Boomerang (2005), CBI (2004) и VSA (2004). Также показана теоретическая модель (сплошная линия).

Анизотропия , или зависимость от направления, космического микроволнового фона делится на два типа: первичная анизотропия, обусловленная эффектами, возникающими на поверхности последнего рассеяния и до него ; и вторичная анизотропия из-за таких эффектов, как взаимодействие фонового излучения с промежуточным горячим газом или гравитационными потенциалами, которые возникают между последней рассеивающей поверхностью и наблюдателем.

Структура анизотропии космического микроволнового фона в основном определяется двумя эффектами: акустическими колебаниями и диффузионным затуханием (также называемым бесстолкновительным затуханием или шелковым затуханием). Акустические колебания возникают из-за конфликта в фотон - барионной плазме ранней Вселенной. Давление фотонов имеет тенденцию стирать анизотропию, тогда как гравитационное притяжение барионов, движущихся со скоростью гораздо меньшей скорости света, заставляет их сжиматься, образуя сверхплотности. Эти два эффекта конкурируют за создание акустических колебаний, которые придают микроволновому фону характерную пиковую структуру. Пики примерно соответствуют резонансам, в которых фотоны отделяются, когда определенная мода достигает максимальной амплитуды.

Пики содержат интересные физические признаки. Угловой масштаб первого пика определяет кривизну Вселенной (но не топологию Вселенной). Следующий пик — отношение нечетных пиков к четным — определяет приведенную барионную плотность. ^[58] Третий пик можно использовать для получения информации о плотности темной материи. ^[59]

Расположение пиков дает важную информацию о природе первичных возмущений плотности. Есть два фундаментальных типа возмущений плотности, называемые адиабатическими и изокривизной . Общее возмущение плотности представляет собой смесь того и другого, и разные теории, претендующие на объяснение спектра первичных возмущений плотности, предсказывают разные смеси.

Адиабатические возмущения плотности

В адиабатическом возмущении плотности дробная дополнительная плотность каждого типа частиц (барионов, фотонов и т. д.) одинакова. То есть, если в одном месте плотность барионов на 1% выше средней, то в этом месте плотность фотонов на 1% выше (и плотность нейтрино на 1% выше средней). Космическая инфляция предсказывает, что первичные возмущения адиабатические.

Возмущения плотности изокривизны

При возмущении плотности изокривизны сумма (по различным типам частиц) дробных дополнительных плотностей равна нулю. То есть возмущение, при котором в каком-то месте энергия барионов на 1% больше, чем в среднем, энергия фотонов на 1% больше, чем в среднем, и на 2% меньше энергии в нейтрино, чем в среднем, будет чистым возмущением изокривизны. Гипотетические космические струны будут вызывать в основном первичные возмущения изокривизны.

В спектре реликтового излучения можно различать эти два типа, поскольку эти два типа возмущений создают разные местоположения пиков. Возмущения плотности изокривизны создают серию пиков, угловые масштабы которых ( значения ℓ пиков) находятся примерно в соотношении 1 : 3 : 5 : ..., тогда как адиабатические возмущения плотности создают пики, местоположения которых находятся в соотношении 1 : 2 : 3. : ... ^[60] Наблюдения согласуются с тем, что первичные возмущения плотности являются полностью адиабатическими, обеспечивая ключевую поддержку инфляции и исключая многие модели формирования структур, включающие, например, космические струны.

Бесстолкновительное затухание вызвано двумя эффектами, когда обращение с первичной плазмой как с жидкостью начинает разрушаться:

• увеличение средней длины свободного пробега фотонов по мере того, как первичная плазма становится все более разреженной в расширяющейся Вселенной,
• конечная глубина последней поверхности рассеяния (LSS), которая приводит к быстрому увеличению средней длины свободного пробега во время развязки, даже если некоторое комптоновское рассеяние все еще происходит.

Эти эффекты примерно в равной степени способствуют подавлению анизотропии на малых масштабах и приводят к появлению характерного экспоненциального хвоста затухания, наблюдаемого при анизотропии очень малого углового масштаба.

Глубина LSS относится к тому факту, что разделение фотонов и барионов не происходит мгновенно, а вместо этого требует значительной доли возраста Вселенной до этой эпохи. Один из методов количественной оценки продолжительности этого процесса использует функцию видимости фотонов (PVF). Эта функция определяется так, что, обозначая PVF через P ( t ), вероятность того, что фотон реликтового излучения, последний раз рассеянный между временем t и t + dt , определяется как P ( t ) dt . 

Максимум PVF (время, когда наиболее вероятно последнее рассеяние данного фотона реликтового излучения) известен достаточно точно. Результаты WMAP за первый год установили, что время, когда P ( t ) имеет максимум, составляет 372 000 лет. ^[61] Это часто воспринимается как «время», в которое сформировался CMB. Однако, чтобы выяснить, сколько времени потребовалось фотонам и барионам для разделения, нам нужна мера ширины ФВФ. Команда WMAP обнаружила, что PVF превышает половину своего максимального значения («полная ширина на половине максимума» или FWHM) за интервал в 115 000 лет. По этим меркам разделение происходило примерно 115 000 лет, а когда оно было завершено, возраст Вселенной составлял примерно 487 000 лет. ^{[ нужна цитата ]}

Поздняя анизотропия времени

С момента появления реликтового излучения оно, по-видимому, было модифицировано несколькими последующими физическими процессами, которые в совокупности называются поздней анизотропией или вторичной анизотропией. Когда фотоны реликтового излучения получили возможность беспрепятственно путешествовать, обычная материя во Вселенной в основном представляла собой нейтральные атомы водорода и гелия. Однако сегодняшние наблюдения галактик, по-видимому, указывают на то, что большая часть объема межгалактической среды (МГС) состоит из ионизированного материала (поскольку линий поглощения, обусловленных атомами водорода, мало). Это подразумевает период реионизации , во время которого часть вещества Вселенной распалась на ионы водорода.

Фотоны реликтового излучения рассеиваются свободными зарядами, например электронами, которые не связаны в атомах. В ионизированной Вселенной такие заряженные частицы высвобождаются из нейтральных атомов под действием ионизирующего (ультрафиолетового) излучения. Сегодня эти свободные заряды имеют достаточно низкую плотность в большей части объема Вселенной и не оказывают заметного влияния на реликтовое излучение. Однако если IGM был ионизирован в очень ранние времена, когда Вселенная была еще более плотной, то на реликтовое излучение есть два основных эффекта:

1. Мелкомасштабные анизотропии стираются. (Так же, как при взгляде на объект сквозь туман, детали объекта кажутся нечеткими.)
2. Физика того, как фотоны рассеиваются свободными электронами ( томсоновское рассеяние ), вызывает анизотропию поляризации в больших угловых масштабах. Эта широкоугловая поляризация коррелирует с широкоугловым температурным возмущением.

Оба этих эффекта наблюдались космическим кораблем WMAP, что свидетельствует о том, что Вселенная была ионизирована в очень ранние времена, при красном смещении более 17. ^{[ необходимы разъяснения ]} Подробное происхождение этого раннего ионизирующего излучения все еще является предметом научных дискуссий. . Возможно, он включал в себя звездный свет самой первой популяции звезд ( популяция звезд III), сверхновые, когда эти первые звезды достигли конца своей жизни, или ионизирующее излучение, производимое аккреционными дисками массивных черных дыр.

Время после испускания космического микроволнового фона — и до наблюдения первых звезд — космологи полушутливо называют Темным веком , и это период, который интенсивно изучается астрономами (см. Излучение 21 сантиметра ). .

Два других эффекта, которые произошли между реионизацией и нашими наблюдениями космического микроволнового фона и которые, по-видимому, вызывают анизотропию, - это эффект Сюняева-Зельдовича , когда облако высокоэнергетических электронов рассеивает излучение, передавая часть своей энергии реликтовому излучению. фотоны и эффект Сакса-Вольфа , который приводит к гравитационному смещению фотонов космического микроволнового фона в красную или синюю сторону из-за изменения гравитационных полей.

поляризация

Впечатление этого художника показывает, как свет из ранней Вселенной отклоняется эффектом гравитационного линзирования массивных космических структур, образующих B-моды, когда он путешествует по Вселенной.

Космический микроволновый фон поляризован на уровне нескольких микрокельвинов. Существует два типа поляризации, называемые E-модами и B-модами. Это аналогично электростатике , в которой электрическое поле ( E -поле) имеет исчезающий ротор , а магнитное поле ( B -поле) имеет исчезающую дивергенцию . Е-моды естественным образом возникают в результате томсоновского рассеяния в гетерогенной плазме. B-моды не возникают в результате стандартных возмущений скалярного типа. Вместо этого они могут быть созданы с помощью двух механизмов: первый — гравитационное линзирование E-мод, которое было измерено телескопом Южного полюса в 2013 году; ^[62] второй — от гравитационных волн , возникающих в результате космической инфляции . Обнаружение B-мод чрезвычайно сложно, особенно потому, что степень загрязнения переднего плана неизвестна, а слабый сигнал гравитационного линзирования смешивает относительно сильный сигнал E-моды с сигналом B-моды. ^[63]

Электронные режимы

Е-моды были впервые обнаружены в 2002 году с помощью интерферометра градусно-угловой шкалы (DASI).

B-режимы

Космологи предсказывают два типа B-мод: первая генерируется во время космической инфляции вскоре после Большого взрыва, ^{[64] [65] [66]} , а вторая — в результате гравитационного линзирования в более поздние времена. ^[67]

Первичные гравитационные волны

Первичные гравитационные волны — это гравитационные волны , которые можно было наблюдать в поляризации космического микроволнового фона и которые возникли в ранней Вселенной . Модели космической инфляции предсказывают появление таких гравитационных волн; таким образом, их обнаружение поддержало бы теорию инфляции, а их сила может подтвердить и исключить различные модели инфляции. Это результат трех факторов: инфляционного расширения, повторного нагрева после инфляции и турбулентного жидкостного смешивания вещества и излучения.^[68]

17 марта 2014 года было объявлено, что инструмент BICEP2 обнаружил первый тип B-мод, соответствующий инфляции и гравитационным волнам в ранней Вселенной на уровне r =0,20+0,07
−0,05, который представляет собой количество энергии, присутствующей в гравитационных волнах , по сравнению с количеством энергии, присутствующей в других скалярных возмущениях плотности в очень ранней Вселенной. Если бы это было подтверждено, это предоставило бы убедительные доказательства космической инфляции и Большого взрыва ^{[69] [70] [71] [72] [73] [74] [75]} и против экпиротической модели Пола Стейнхардта и Нила Турока . ^[76] Однако 19 июня 2014 года было сообщено о значительно сниженной уверенности в подтверждении результатов ^{[74] [77] [78]} , а 19 сентября 2014 года новые результаты эксперимента Планк сообщили, что результаты BICEP2 могут быть полностью объяснены в космическую пыль . ^{[79] [80]}

Гравитационное линзирование

Второй тип B-мод был обнаружен в 2013 году с помощью телескопа Южного полюса при помощи космической обсерватории Гершель . ^{[81] В октябре 2014 года в ходе эксперимента} POLARBEAR были опубликованы результаты измерения поляризации B-моды на частоте 150 ГГц . ^[82] По сравнению с BICEP2, POLARBEAR фокусируется на меньшем участке неба и менее восприимчив к воздействию пыли. Команда сообщила, что измеренная POLARBEAR поляризация в B-режиме имела космологическое происхождение (а не только из-за пыли) с уровнем достоверности 97,2%. ^[83]

Наблюдения за микроволновым фоном

Сравнение результатов CMB COBE , WMAP и Planck
(21 марта 2013 г.)

После открытия реликтового излучения были проведены сотни экспериментов с космическим микроволновым фоном для измерения и характеристики характеристик излучения. Самым известным экспериментом, вероятно, является спутник NASA Cosmic Background Explorer ( COBE ), который находился на орбите в 1989–1996 годах и который обнаружил и количественно оценил крупномасштабную анизотропию на пределе своих возможностей обнаружения. Вдохновленные первоначальными результатами COBE о чрезвычайно изотропном и однородном фоне, в течение следующего десятилетия серия наземных и воздушных экспериментов количественно оценила анизотропию реликтового излучения в меньших угловых масштабах. Основной целью этих экспериментов было измерение углового масштаба первого акустического пика, для которого COBE не имел достаточного разрешения. Эти измерения смогли исключить космические струны как ведущую теорию формирования космических структур и предположить, что космическая инфляция является правильной теорией.

В 1990-е годы первый пик измерялся с возрастающей чувствительностью, а к 2000 году эксперимент BOOMERanG показал, что самые высокие флуктуации мощности происходят на масштабах примерно в один градус. Вместе с другими космологическими данными эти результаты подразумевали, что геометрия Вселенной плоская . Ряд наземных интерферометров обеспечивал измерения флуктуаций с более высокой точностью в течение следующих трех лет, в том числе интерферометр с очень маленькой решеткой , градусно-угловой шкалой (DASI) и космический фоновый имиджер (CBI). DASI впервые обнаружил поляризацию CMB, а CBI предоставил первый спектр поляризации E-моды с убедительными доказательствами того, что он находится в противофазе со спектром T-моды.

В июне 2001 года НАСА запустило вторую космическую миссию CMB, WMAP , чтобы провести гораздо более точные измерения крупномасштабной анизотропии по всему небу. В WMAP использовались симметричные радиометры с быстрым мультимодулированным сканированием и быстрым переключением для минимизации шума сигнала, не связанного с небом. ^[56] Первыми результатами этой миссии, раскрытыми в 2003 году, стали детальные измерения углового спектра мощности в масштабе менее одного градуса, жестко ограничивающие различные космологические параметры. Результаты в целом согласуются с ожидаемыми от космической инфляции , а также с различными другими конкурирующими теориями, и подробно доступны в банке данных НАСА по космическому микроволновому фону (CMB) (см. ссылки ниже). Хотя WMAP обеспечил очень точные измерения крупномасштабных угловых флуктуаций в реликтовом излучении (структурах на небе примерно такой же ширины, как Луна), у него не было углового разрешения для измерения флуктуаций меньшего масштаба, которые наблюдались бывшими наземными наблюдателями. интерферометры .

Третья космическая миссия, ESA (Европейское космическое агентство) Planck Surveyor , была запущена в мае 2009 года и проводила еще более детальное исследование, пока не была остановлена ​​в октябре 2013 года. Планк использовал как радиометры HEMT , так и болометрическую технологию, и измерил реликтовое излучение на меньший масштаб, чем WMAP. Его детекторы были опробованы на антарктическом телескопе Viper в рамках эксперимента ACBAR ( Cosmology Bolometer Array Receiver ) — который на сегодняшний день дал наиболее точные измерения в небольших угловых масштабах — и на воздушном телескопе Archeops .

21 марта 2013 года исследовательская группа под руководством Европы, стоящая за космологическим зондом «Планк», опубликовала карту всего неба миссии (565x318 jpeg, 3600x1800 jpeg) космического микроволнового фона. ^{[84] [85]} Карта показывает, что Вселенная немного старше, чем ожидали исследователи. Согласно карте, на глубоком небе были отпечатлены едва заметные колебания температуры, когда космос находился на грани исчезновения.370 000 лет. Отпечаток отражает пульсации, возникшие уже в период существования Вселенной, в первую ноллионную долю секунды. По-видимому, эта рябь породила нынешнюю обширную космическую паутину скоплений галактик и темной материи . По данным 2013 года, Вселенная содержит 4,9% обычной материи , 26,8% темной материи и 68,3% темной энергии . 5 февраля 2015 года миссия Планк опубликовала новые данные, согласно которым возраст Вселенной составляетВозраст 13,799 ± 0,021 миллиарда лет, а постоянная Хаббла была измерена как67,74 ± 0,46 (км/с)/Мпк . ^[86]

Дополнительные наземные инструменты, такие как Южнополярный телескоп в Антарктиде и предлагаемый проект «Клевер» , Атакамский космологический телескоп и телескоп QUIET в Чили, предоставят дополнительные данные, недоступные из спутниковых наблюдений, возможно, включая поляризацию B-моды.

Обработка и анализ данных

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 проблемой. Хотя вычисление спектра мощности по карте в принципе представляет собой простое преобразование Фурье , разлагающее карту неба на сферические гармоники , ^[87]

$${\displaystyle T(\theta ,\varphi )=\sum _{\ell m}a_{\ell m}Y_{\ell m}(\theta ,\varphi )}$$

сферической гармоникеℓm ${\displaystyle a_{\ell m}}$ ${\displaystyle Y(\theta ,\varphi )}$ ${\displaystyle Y_{\ell m}(\theta ,\varphi )}$

Применяя функцию угловой корреляции , сумму можно свести к выражению, которое включает только ℓ и член спектра мощности.  Угловые скобки указывают среднее значение по отношению ко всем наблюдателям во Вселенной; поскольку Вселенная однородна и изотропна, поэтому предпочтительного направления наблюдения нет. Таким образом, C не зависит от m . Различные варианты ℓ соответствуют мультипольным моментам реликтового излучения. ${\displaystyle C\equiv \langle |a_{\ell m}|^{2}\rangle .}$

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 методов выборки Монте-Карло с использованием цепей Маркова .

Монопольный член CMBR ( ℓ = 0)

Когда ℓ = 0 , член уменьшается до 1, и у нас остается только средняя температура реликтового излучения. Это «среднее значение» называется монополем реликтового излучения, и наблюдается его средняя температура около T _γ = ${\displaystyle Y(\theta ,\varphi )}$2,7255 ± 0,0006 К ^[87] с достоверностью в одно стандартное отклонение. Точность этой средней температуры может быть снижена из-за различных измерений, выполненных с помощью различных картографических измерений. Для таких измерений требуются устройства абсолютной температуры, такие как прибор FIRAS на спутнике COBE . Измеренное значение kT _γ эквивалентно 0,234 мэВ или4,6 × 10 ^-10  м _е c ² . Плотность числа фотонов черного тела, имеющего такую ​​температуру, равна . Его плотность энергии равна , а отношение к критической плотности Ω _γ = 5,38 × 10 ⁻⁵ . ^[87] ${\textstyle n_{\gamma }={\frac {2\zeta (3)}{\pi ^{2}}}T_{\gamma }^{3}\approx \mathrm {411\,cm^{-3}} }$ ${\textstyle \rho _{\gamma }={\frac {\pi ^{2}}{15}}T_{\gamma }^{4}\approx \mathrm {4.64\times 10^{-34}\,g{\cdot }cm^{-3}} \approx \mathrm {0.260\,eV{\cdot }cm^{-3}} }$

Дипольная анизотропия CMBR ( ℓ = 1)

Диполь реликтового излучения представляет собой наибольшую анизотропию, которая находится в первой сферической гармонике ( ℓ = 1 ). Когда ℓ = 1 , этот термин сводится к одной косинусной функции и, таким образом, кодирует колебание амплитуды. Амплитуда диполя реликтового излучения составляет около ${\displaystyle Y(\theta ,\varphi )}$3,3621 ± 0,0010 мК . ^[87] Поскольку предполагается, что Вселенная однородна и изотропна, наблюдатель должен видеть спектр черного тела с температурой T в каждой точке неба. Было подтверждено, что спектр диполя является дифференциальным спектром абсолютно черного тела.

Диполь реликтового излучения зависит от кадра. Дипольный момент реликтового излучения можно также интерпретировать как своеобразное движение Земли в сторону 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 члена составляет 1 год, ^{[87] [88]} , что соответствует наблюдениям COBE FIRAS. ^{[88] [89]} Дипольный момент не кодирует никакой изначальной информации.

Из данных CMB видно, что Солнце движется со скоростью368 ± 2 км/с относительно системы отсчета реликтового излучения (также называемой системой покоя реликтового излучения или системой отсчета, в которой нет движения через реликтовое излучение). Местная группа  — группа галактик, в которую входит наша галактика Млечный Путь — кажется, движется со скоростью627 ± 22 км/с в направлении галактической долготы ℓ =276° ± 3° , б =30° ± 3° . ^{[87] [13]} Это движение приводит к анизотропии данных (CMB кажется немного теплее в направлении движения, чем в противоположном направлении). ^[87] Стандартная интерпретация этого изменения температуры представляет собой простое красное и голубое смещение скорости из-за движения относительно реликтового излучения, но альтернативные космологические модели могут объяснить некоторую часть наблюдаемого дипольного распределения температуры в реликтовом излучении.

Исследование Wide-field Infrared Survey Explorer, проведенное в 2021 году , ставит под сомнение кинематическую интерпретацию анизотропии реликтового излучения с высокой статистической достоверностью. ^[90]

Многополюсный ( ℓ ≥ 2)

Изменение температуры на картах температуры реликтового излучения при более высоких мультиполях, или ℓ ≥ 2 , считается результатом возмущений плотности в ранней Вселенной до эпохи рекомбинации. 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. Указанная процедура произошла при красном смещении около  z ⋍ 1100 . ^[87]

Другие аномалии

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. ^{[91] [92] [93]} Самым давним из них является спор о низком мультиполе . Даже на карте COBE было замечено, что квадруполь ( ℓ = 2 , сферическая гармоника) имеет низкую амплитуду по сравнению с предсказаниями Большого взрыва. В частности, квадрупольный и октупольный режимы ( ℓ = 3 ), по-видимому, имеют необъяснимое выравнивание друг с другом, а также с плоскостью эклиптики и точками равноденствия . ^{[94] [95] [96]} Ряд групп предположили, что это может быть признаком новой физики в величайших наблюдаемых масштабах; другие группы подозревают систематические ошибки в данных. ^{[97] [98] [99]}

В конечном счете, из-за проблем на переднем плане и 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. ^{[49] [56] [100]} Более поздние анализы показали, что эти режимы 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. ^[101] Тщательный учет процедуры удаления переднего плана из полной карты неба еще больше снижает значимость выравнивания примерно на 5%. ^{[102] [103] [104] [105]} Недавние наблюдения с помощью телескопа «Планк» , который намного более чувствителен, чем WMAP, и имеет большее угловое разрешение, фиксируют ту же аномалию, поэтому появляется инструментальная ошибка (но не загрязнение переднего плана). быть исключено. ^[106] Совпадение является возможным объяснением, главный научный сотрудник WMAP Чарльз Л. Беннетт предположил, что это совпадение и человеческая психология: «Я действительно думаю, что существует некоторый психологический эффект: люди хотят находить необычные вещи» . ^[107]

Будущая эволюция

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 не перестанут обнаруживать, ^[108] и сначала он будет заменен тем, который возникнет. звездным светом и, возможно, позже полями фонового излучения процессов, которые могут иметь место в далеком будущем Вселенной, таких как распад протона , испарение черных дыр и распад позитрония . ^[109]

Хронология предсказания, открытия и интерпретации

Прогнозы температуры (без микроволнового фона)

• 1896 г. - Шарль Эдуард Гийом оценивает «излучение звезд» в  5–6 К. ^[50]
• 1926 г. - сэр Артур Эддингтон оценивает нетепловое излучение звездного света в галактике «... по формуле E = σT ⁴ эффективная температура, соответствующая этой плотности, составляет 3,18 ° абсолютного ... черного тела». ^[110]
• 1930-е годы — космолог Эрих Регенер подсчитал, что нетепловой спектр космических лучей в галактике имеет эффективную температуру 2,8 К.
• 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.
• 1938 – Лауреат Нобелевской премии (1920) Вальтер Нернст переоценивает температуру космических лучей как 0,75 К.
• 1946 г. - Роберт Дике предсказывает «... излучение космической материи» при температуре < 20 К, но не упоминает фоновое излучение. ^[111]
• 1946 г. - Джордж Гамов вычисляет температуру 50 К (при условии, что возраст Вселенной составляет 3 миллиарда лет), ^[112] комментируя ее «... в разумной степени согласующейся с фактической температурой межзвездного пространства», но не упоминает фоновое излучение. ^[113]
• 1953 г. - Эрвин Финлей-Фрейндлих в поддержку своей теории усталого света выводит температуру черного тела для межгалактического пространства, равную 2,3 К ^[114] с комментарием Макса Борна, предполагающего, что радиоастрономия является арбитром между расширяющейся и бесконечной космологией.

Прогнозирование и измерение микроволнового фонового излучения

• 1941 - Эндрю МакКеллар обнаружил космический микроволновый фон как самый холодный компонент межзвездной среды, используя возбуждение дублетных линий CN, измеренных У.С. Адамсом в звезде B, обнаружив «эффективную температуру пространства» (среднюю болометрическую температуру) 2,3.  К. _ ^{[35] [115]}
• 1946 г. - Джордж Гамов вычисляет температуру 50 К (при условии, что возраст Вселенной составляет 3 миллиарда лет), ^[112] комментируя ее «... в разумной степени согласующейся с фактической температурой межзвездного пространства», но не упоминает фоновое излучение.
• 1948 г. - Ральф Альфер и Роберт Херман оценивают «температуру во Вселенной» в 5 К. Хотя они конкретно не упоминают микроволновое фоновое излучение, его можно предположить. ^[116]
• 1949 – Ральф Альфер и Роберт Херман повторно оценили температуру на уровне 28 К.
• 1953 – Георгий Гамов оценивает 7 К. ^[111]
• 1956 – Георгий Гамов оценивает 6 К. ^[111]
• 1955 - Эмиль Ле Ру из Нансейской радиообсерватории при обзоре неба на длине волны λ = 33 см сообщил о почти изотропном фоновом излучении в 3 кельвина плюс-минус 2. ^[111]
• 1957 г. – Тигран Шмаонов сообщает, что «абсолютная эффективная температура фона радиоизлучения... составляет 4±3 К». ^[117] Отмечается, что «измерения показали, что интенсивность излучения не зависит ни от времени, ни от направления наблюдения... теперь ясно, что Шмаонов действительно наблюдал космический микроволновый фон на длине волны 3,2 см» ^{[118] [119 ] ]}
• 1960-е годы - Роберт Дике переоценивает температуру микроволнового фонового излучения в 40 К ^{[111] [120]}
• 1964 г. - А. Г. Дорошкевич и Игорь Дмитриевич Новиков публикуют краткую статью, в которой предлагают микроволновые поиски излучения черного тела, предсказанного Гамовым, Альфером и Германом, где они называют явление реликтового излучения обнаруживаемым. ^[121]
• 1964–65 — Арно Пензиас и Роберт Вудро Вильсон измеряют температуру примерно 3 К. Роберт Дик , Джеймс Пиблс , П.Г. Ролл и Д.Т. Уилкинсон интерпретируют это излучение как признак Большого взрыва.
• 1966 - Райнер К. Сакс и Артур М. Вулф теоретически предсказывают амплитуды колебаний микроволнового фона, создаваемые изменениями гравитационного потенциала между наблюдателями и последней рассеивающей поверхностью (см. Эффект Сакса-Вульфа ).
• 1968 - Мартин Рис и Деннис Скиама теоретически предсказывают амплитуды колебаний микроволнового фона, создаваемые фотонами, пересекающими зависящие от времени ямы потенциала.
• 1969 — Р. А. Сюняев и Яков Зельдович исследуют обратное комптоновское рассеяние микроволновых фоновых фотонов на горячих электронах (см. Эффект Сюняева–Зельдовича ).
• 1983 — Исследователи Кембриджской радиоастрономической группы и Радиообсерватории Оуэнс-Вэлли впервые обнаруживают эффект Сюняева-Зельдовича в скоплениях галактик .
• 1983 г. - начат советский эксперимент по анизотропии реликтового излучения РЕЛИКТ-1 .
• 1990 - FIRAS на спутнике Cosmic Background Explorer (COBE) измеряет форму черного тела в спектре реликтового излучения с исключительной точностью и показывает, что микроволновый фон имеет почти идеальный спектр черного тела с T = 2,73 К и тем самым сильно ограничивает плотность. межгалактической среды .
• Январь 1992 г. - Ученые, анализировавшие данные РЕЛИКТ -1, сообщают об открытии анизотропии космического микроволнового фона на Московском астрофизическом семинаре. ^[122]
• 1992 г. - Ученые, проанализировавшие данные COBE DMR, сообщают об открытии анизотропии космического микроволнового фона. ^[123]
• 1995 г. - Телескоп космической анизотропии проводит первые наблюдения космического микроволнового фона с высоким разрешением.
• 1999 г. - Первые измерения акустических колебаний в угловом спектре мощности анизотропии реликтового излучения в ходе экспериментов TOCO, BOOMERANG и Maxima. Эксперимент BOOMERanG создает карты более высокого качества со средним разрешением и подтверждает, что Вселенная «плоская».
• 2002 — DASI обнаружила поляризацию . ^[124]
• 2003 г. - Спектр поляризации E-моды получен CBI. ^[125] CBI и Very Small Array создают карты еще более высокого качества с высоким разрешением ( охватывающие небольшие участки неба).
• 2003 г. - Космический аппарат Wilkinson Microwave Anisotropy Probe создает карту всего неба еще более высокого качества с низким и средним разрешением (WMAP не предоставляет данных с высоким разрешением, но улучшает карты промежуточного разрешения от BOOMERanG ).
• 2004 г. — спектр поляризации E-моды, полученный CBI . ^[126]
• 2004 г. - Приемник массива болометров космологии ArcMinute создает более качественную карту структуры с высоким разрешением, не нанесенную на карту WMAP.
• 2005 г. - Arcmine Microkelvin Imager и массив Сюняева-Зельдовича начинают первые исследования скоплений галактик с очень большим красным смещением с использованием эффекта Сюняева-Зельдовича .
• 2005 - Ральф А. Альфер награждается Национальной медалью науки за свою новаторскую работу в области нуклеосинтеза и предсказание того, что расширение Вселенной оставляет после себя фоновое излучение, обеспечивая тем самым модель для теории Большого взрыва.
• 2006 г. - Опубликованы долгожданные трехлетние результаты WMAP , подтверждающие предыдущий анализ, корректирующие несколько моментов и включающие данные о поляризации .
• 2006 г. - Двое главных исследователей COBE, Джордж Смут и Джон Мэзер , получили Нобелевскую премию по физике в 2006 г. за свою работу по прецизионному измерению CMBR.
• 2006–2011 — Улучшенные измерения от WMAP , новые обзоры сверхновых ESSENCE и SNLS, а также барионные акустические колебания от SDSS и WiggleZ продолжают соответствовать стандартной модели Lambda-CDM .
• 2010 г. – выпущена первая карта всего неба телескопа «Планк» .
• 2013 г. - выпущена улучшенная карта всего неба с телескопа Планк , улучшающая измерения WMAP и расширяющая их до гораздо меньших масштабов.
• 2014 — 17 марта 2014 года астрофизики коллаборации BICEP2 объявили об обнаружении инфляционных гравитационных волн в спектре мощности B-режима , что в случае подтверждения предоставит четкие экспериментальные доказательства теории инфляции . ^{[69] [70] [71] [72] [74] [127]} Однако 19 июня 2014 года сообщалось о снижении уверенности в подтверждении выводов о космической инфляции . ^{[74] [77] [78]}
• 2015 г. - 30 января 2015 г. та же группа астрономов из BICEP2 отозвала заявление, сделанное в предыдущем году. На основании объединенных данных BICEP2 и Planck Европейское космическое агентство объявило, что сигнал можно полностью отнести к пыли в Млечном Пути. ^[128]
• 2018 г. - Опубликованы окончательные данные и карты телескопа Планк с улучшенными измерениями поляризации в больших масштабах. ^[129]
• 2019 г. - телескоп Планк продолжает публиковать результаты анализа окончательных данных за 2018 г. ^[130]

В популярной культуре

• В сериале «Звездные врата Вселенная» (2009–2011) древний космический корабль «Дестини » был построен для изучения закономерностей в CMBR, которое представляет собой разумное сообщение, оставшееся с начала времен. ^[131]
• В романе «Уилерс» (2000) Яна Стюарта и Джека Коэна CMBR объясняется как зашифрованные передачи древней цивилизации. Это позволяет юпитерианским «дирижаблям» иметь общество старше наблюдаемого в настоящее время возраста Вселенной. ^{[ нужна цитата ]}
• В романе Лю Цысиня «Задача трех тел» 2008 года зонд инопланетной цивилизации компрометирует инструменты, контролирующие CMBR, чтобы обмануть персонажа, заставив его поверить в то, что цивилизация обладает способностью манипулировать самим CMBR. ^[132]
• В выпуске купюры в 20 швейцарских франков 2017 года перечислены несколько астрономических объектов с указанием их расстояний: реликтовое излучение упоминается с расстоянием 430 · 10 ¹⁵ световых секунд . ^[133]
• В сериале Marvel 2021 года «ВандаВижен» загадочная телепередача обнаруживается на космическом микроволновом фоне. ^[134]

Смотрите также

• Список программного обеспечения для космологических вычислений
• Космический нейтринный фон  - фоновое излучение частиц Вселенной, состоящее из нейтрино.
• Спектральные искажения космического микроволнового фона  - флуктуации энергетического спектра микроволнового фона.
• Космологическая теория возмущений  - теория, согласно которой эволюция структуры понимается в модели большого взрыва.Pages displaying wikidata descriptions as a fallback
• Ось зла (космология)  - название аномалии в астрономических наблюдениях космического микроволнового фона.
• Фон гравитационных волн  - Случайный фон гравитационных волн, пронизывающих Вселенную.
• Тепловая смерть Вселенной  – Возможная судьба Вселенной
• Горизонты: Исследование Вселенной  – Учебник астрономии
• Модель Lambda-CDM  - Модель космологии Большого взрыва
• Наблюдательная космология  - Исследование происхождения Вселенной (структура и эволюция)
• История наблюдений галактик  - Большая гравитационно связанная система звезд и межзвездной материи.
• Физическая космология  - раздел космологии, изучающий математические модели Вселенной.
• Хронология космологических теорий  - Хронология теорий физической космологии

Рекомендации

1. 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. 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. Smoot Group (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. 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.
7. 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. 
8. Бауманн, Д. (2011). «Физика инфляции» (PDF) . Кембриджский университет . Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2018 г. Проверено 9 мая 2015 г.
9. Члуба, Дж.; и другие. (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.
10. 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.
11. Райт, Э.Л. (2004). «Теоретический обзор анизотропии космического микроволнового фона». В WL Freedman (ред.). Измерение и моделирование Вселенной . Серия по астрофизике Обсерваторий Карнеги. Издательство Кембриджского университета . п. 291. arXiv : astro-ph/0305591 . Бибкод : 2004mmu..symp..291W. ISBN 978-0-521-75576-4.
12. Сотрудничество Планка (2020), «Результаты Планка 2018. I. Обзор и космологическое наследие Планка», Астрономия и астрофизика , 641 : A1, arXiv : 1807.06205 , Бибкод : 2020A&A...641A...1P, doi :10.1051/0004-6361/201833880, S2CID  119185252
13. 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
14. Гут, АХ (1998). Инфляционная Вселенная: поиск новой теории космического происхождения. Основные книги . п. 186. ИСБН 978-0201328400. ОСЛК  35701222.
15. 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. doi : 10.1103/PhysRevD.71.103518. S2CID  36572996.
16. Эбботт, Б. (2007). «Микроволновое исследование всего неба (WMAP)». Планетарий Хейдена . Архивировано из оригинала 13 февраля 2013 г. Проверено 13 января 2008 г.
17. Гавайзер, Э.; Силк, Дж. (2000). «Космическое микроволновое фоновое излучение». Отчеты по физике . 333–334 (2000): 245–267. arXiv : astro-ph/0002044 . Бибкод : 2000PhR...333..245G. CiteSeerX 10.1.1.588.3349 . дои : 10.1016/S0370-1573(00)00025-9. S2CID  15398837. 
18. Смут, GF (2006). «Анизотропия космического микроволнового фонового излучения: их открытие и использование». Нобелевская лекция . Нобелевский фонд . Проверено 22 декабря 2008 г.
19. 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.
20. Унсёльд, 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.
21. «29. Фон космического микроволнового излучения: Группа данных о частицах П.А. Зайла (LBL, Беркли) и др.» (PDF) .
22. Гамов, Г. (1948). «Происхождение элементов и разделение галактик». Физический обзор . 74 (4): 505–506. Бибкод : 1948PhRv...74..505G. дои : 10.1103/PhysRev.74.505.2.
23. Гамов, Г. (1948). «Эволюция Вселенной». Природа . 162 (4122): 680–682. Бибкод : 1948Natur.162..680G. дои : 10.1038/162680a0. PMID  18893719. S2CID  4793163.
24. Альфер, РА; Герман, Р.К. (1948). «Об относительном изобилии элементов». Физический обзор . 74 (12): 1737–1742. Бибкод : 1948PhRv...74.1737A. doi : 10.1103/PhysRev.74.1737.
25. Альфер, РА; Герман, Р.К. (1948). «Эволюция Вселенной». Природа . 162 (4124): 774–775. Бибкод : 1948Natur.162..774A. дои : 10.1038/162774b0. S2CID  4113488.
26. Ассис, АКТ; Невес, MCD (1995). «История температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF) . Апейрон (3): 79–87.но см. также Райт, Э.Л. (2006). «Температура пространства Эддингтона». Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе . Проверено 11 декабря 2008 г.
27. Овербай, 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.
28. Пензиас, А.А. (2006). «Происхождение элементов» (PDF) . Наука . Нобелевский фонд . 205 (4406): 549–54. дои : 10.1126/science.205.4406.549. PMID  17729659. Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2006 г. Проверено 4 октября 2006 г.
29. Дикке, 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 . PMID  20991753. S2CID  26658623.Эта базовая конструкция радиометра использовалась в большинстве последующих экспериментов по изучению космического микроволнового фона.
30. «Космическое микроволновое фоновое излучение (Нобелевская лекция) Роберта Уилсона, 8 декабря 1978 г., стр. 474» (PDF) .
31. Дике, Р.Х.; и другие. (1965). «Космическое излучение черного тела». Астрофизический журнал . 142 : 414–419. Бибкод : 1965ApJ...142..414D. дои : 10.1086/148306.
32. История изложена в Peebles, PJ E (1993). Принципы физической космологии. Издательство Принстонского университета . стр. 139–148. ISBN 978-0-691-01933-8.
33. «Нобелевская премия по физике 1978 года». Нобелевский фонд . 1978 год . Проверено 8 января 2009 г.
34. Нарликар, СП; Викрамасингхе, Северная Каролина (1967). «Микроволновой фон в стационарной Вселенной» (PDF) . Природа . 216 (5110): 43–44. Бибкод : 1967Natur.216...43N. дои : 10.1038/216043a0. hdl : 11007/945. S2CID  4199874. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2017 г.
35. МакКеллар, А. (1941). «Молекулярные линии из низших состояний двухатомных молекул, состоящих из атомов, вероятно присутствующих в межзвездном пространстве». Публикации Доминионской астрофизической обсерватории . Ванкувер, Британская Колумбия, Канада. 7 (6): 251–272. Бибкод : 1941PDAO....7..251M.
36. Пиблс, PJE; и другие. (1991). «Дело в пользу релятивистской космологии горячего большого взрыва». Природа . 352 (6338): 769–776. Бибкод : 1991Natur.352..769P. дои : 10.1038/352769a0. S2CID  4337502.
37. Харрисон, скорая помощь (1970). «Флуктуации на пороге классической космологии». Физический обзор D . 1 (10): 2726–2730. Бибкод : 1970PhRvD...1.2726H. doi : 10.1103/PhysRevD.1.2726.
38. 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.
39. Зельдович, Ю.Б. (1972). «Гипотеза, объединяющая структуру и энтропию Вселенной». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 160 (7–8): 1П–4П. Бибкод : 1972MNRAS.160P...1Z. дои : 10.1016/S0026-0576(07)80178-4.
40. Дорошкевич, А.Г.; ЗельДович Ю.Б.; Сюняев, Р.А. (1978) [12–16 сентября 1977]. «Флуктуации микроволнового фонового излучения в адиабатической и энтропийной теориях образования галактик». В Лонгэйре, штат Массачусетс; Эйнасто, Дж. (ред.). Крупномасштабная структура Вселенной; Материалы симпозиума . Таллинн, Эстонская ССР: Дордрехт, Издательство Д. Рейделя, стр. 393–404. Бибкод : 1978IAUS...79..393S.Хотя это первая статья, в которой обсуждается детальный наблюдательный след неоднородностей плотности как анизотропии космического микроволнового фона, некоторая основа была заложена Пиблсом и Ю выше.
41. Смут, Г.Ф.; и другие. (1992). «Структура первого года карт дифференциального микроволнового радиометра COBE». Письма астрофизического журнала . 396 (1): Л1–Л5. Бибкод : 1992ApJ...396L...1S. дои : 10.1086/186504 . S2CID  120701913.
42. Беннетт, CL; и другие. (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.
43. Групен, К.; и другие. (2005). Астрофизика частиц . Спрингер . стр. 240–241. ISBN 978-3-540-25312-9.
44. Миллер, AD; и другие. (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.
45. Мельчиорри, А.; и другие. (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. PMID  10859119. S2CID  27518923.
46. Ханани, С.; и другие. (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.
47. де Бернардис, П.; и другие. (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. PMID  10801117. S2CID  4412370.
48. Погосян, Л .; и другие. (2003). «Наблюдательные ограничения на производство космических струн во время инфляции бран». Физический обзор D . 68 (2): 023506. arXiv : hep-th/0304188 . Бибкод : 2003PhRvD..68b3506P. doi : 10.1103/PhysRevD.68.023506.
49. 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 другие. (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. 
50. Гийом, К.-Э., 1896, La Nature 24, серия 2, с. 234, цитируется в «Истории температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF)
51. 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. 
52. Дарем, Фрэнк; Пуррингтон, Роберт Д. (1983). Структура Вселенной: история физической космологии . Издательство Колумбийского университета. стр. 193–209. ISBN 978-0-231-05393-8.
53. Ассис, АКТ; Паулу, Сан; Невес, MCD (июль 1995 г.). «История температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF) . Апейрон . 2 (3): 79–87.
54. Фикссен, ди-джей (1995). «Формирование структуры во Вселенной». arXiv : astro-ph/9508159 .
55. «Преобразованное число: преобразование из К в эВ».
56. 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 другие. (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».
57. 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 в результате возбуждения угарным газом». Астрономия и астрофизика . 526 : Л7. arXiv : 1012.3164 . Бибкод : 2011A&A...526L...7N. дои : 10.1051/0004-6361/201016140. S2CID  118485014.
58. Уэйн Ху. «Барионы и инерция».
59. Уэйн Ху. «Радиационная движущая сила».
60. 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.
61. Сотрудничество WMAP; Верде, Л.; Пейрис, Х.В.; Комацу, Э.; Нолта, MR; Беннетт, CL; Халперн, М.; Хиншоу, Г.; и другие. (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.
62. Хэнсон, Д.; и другие. (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. PMID  24138230. S2CID  9437637.
63. 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.
64. 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.
65. 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.
66. 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.
67. 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. doi :10.1103/PhysRevD.58.023003. S2CID  119512504.
68. «Ученые сообщают о доказательствах существования гравитационных волн в ранней Вселенной» . 17 марта 2014 г. Проверено 20 июня 2007 г.
69. Staff (17 марта 2014 г.). «Публикация результатов BICEP2 за 2014 год». Национальный научный фонд . Проверено 18 марта 2014 г.
70. Клавин, Уитни (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной». НАСА . Проверено 17 марта 2014 г.
71. Овербай, Деннис (17 марта 2014 г.). «Космическая рябь раскрывает дымящийся пистолет Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 марта 2014 г.
72. Овербай, Деннис (24 марта 2014 г.). «Рябь от Большого взрыва». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 г. Проверено 24 марта 2014 г.
73. «Гравитационные волны: слышали ли американские ученые отголоски большого взрыва?». Хранитель . 14 марта 2014 г. Проверено 14 марта 2014 г.
74. Ade, 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. PMID  24996078. S2CID  22780831.{{cite journal}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
75. Прощай, Деннис (17 марта 2014 г.). «Космическая рябь раскрывает дымящийся пистолет Большого взрыва». Нью-Йорк Таймс .
76. Стейнхардт, Пол Дж. (2007). Бесконечная Вселенная: за пределами Большого взрыва. Вайденфельд и Николсон. ISBN 978-0-297-84554-6. ОСЛК  271843490.
77. Овербай, Деннис (19 июня 2014 г.). «Астрономы хеджируют заявления об обнаружении Большого взрыва». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 г. Проверено 20 июня 2014 г.
78. Амос, Джонатан (19 июня 2014 г.). «Космическая инфляция: уверенность в сигнале Большого взрыва снижена». Новости BBC . Проверено 20 июня 2014 г.
79. Группа сотрудничества 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.
80. 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.
81. Сэмюэл Райх, Евгения (2013). «Поляризация обнаружена в эхе Большого взрыва». Природа . дои : 10.1038/nature.2013.13441. S2CID  211730550.
82. 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.
83. «Проект POLARBEAR предлагает подсказки о происхождении всплеска космического роста Вселенной» . Христианский научный монитор . 21 октября 2014 г.
84. Клавин, Уитни; Харрингтон, JD (21 марта 2013 г.). «Миссия Планка делает Вселенную более четкой». НАСА . Проверено 21 марта 2013 г.
85. Персонал (21 марта 2013 г.). «Картирование ранней Вселенной». Нью-Йорк Таймс . Проверено 23 марта 2013 г.
86. 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.
87. PA Zyla et al. (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.
88. Беннетт, К. «Дифференциальные микроволновые радиометры COBE: методы калибровки».
89. Шош, С. (2016). «Дипольная модуляция фоновой температуры и поляризации космического микроволнового излучения». 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.
90. Секрет, Натан Дж.; Хаузеггер, Себастьян фон; Рамиз, Мохамед; Мохаяи, Ройя; Саркар, Субир; Колен, Жак (2021). «Проверка космологического принципа с квазарами». Письма астрофизического журнала . 908 (2): L51. arXiv : 2009.14826 . Бибкод : 2021ApJ...908L..51S. дои : 10.3847/2041-8213/abdd40 . S2CID  222066749.
91. 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 : 2009MNRAS.399.1921R. дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.15421.x. S2CID  11586058.
92. 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.
93. 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.
94. 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. doi : 10.1103/PhysRevD.69.063516. S2CID  119463060.
95. Шварц, диджей; Старкман, Гленн Д.; и другие. (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. PMID  15601079. S2CID  12554281.
96. 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.
97. Лю, Хао; Ли, Ти-Пей (2009). «Улучшенная карта CMB на основе данных WMAP». arXiv : 0907.2731v3 [astro-ph].
98. Савангвит, Утане; Шанкс, Том (2010). «Лямбда-CDM и чувствительность профиля луча спектра мощности WMAP». arXiv : 1006.1270v1 [astro-ph].
99. Лю, Хао; и другие. (2010). «Диагностика ошибки синхронизации в данных WMAP». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 413 (1): Л96–Л100. arXiv : 1009.2701v1 . Бибкод : 2011MNRAS.413L..96L. дои : 10.1111/j.1745-3933.2011.01041.x. S2CID  118739762.
100. 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. doi : 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».
101. 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.
102. 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. doi :10.1103/PhysRevD.70.083002. S2CID  119443655.
103. 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.
104. 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. 
105. 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.
106. «Планк показывает почти идеальный космос плюс ось зла».
107. «Найдено: инициалы Хокинга, написанные во вселенной» .
108. 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.
109. 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. doi : 10.1103/RevModPhys.69.337. S2CID  12173790.
110. Эддингтон, А., Внутреннее строение звезд, цитируется в «Истории температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона» (PDF)
111. Краг, Х. (1999). Космология и полемика: историческое развитие двух теорий Вселенной . Издательство Принстонского университета. п. 135. ИСБН 978-0-691-00546-1.«В 1946 году Роберт Дике и его коллеги из Массачусетского технологического института протестировали 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 Дикке, Р.Х.; и другие. (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.
112. Джордж Гамов, Создание Вселенной, стр.50 (Дверское переиздание исправленного издания 1961 года) ISBN 0-486-43868-6 
113. Гамов, Г. (2004) [1961]. Космология и полемика: историческое развитие двух теорий Вселенной. Публикации Courier Dover . п. 40. ИСБН 978-0-486-43868-9.
114. Эрвин Финли-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.
115. Вайнберг, С. (1972). Оксфордская астрономическая энциклопедия. Джон Уайли и сыновья . стр. 514. ISBN. 978-0-471-92567-5.
116. 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 фоновому излучению абсолютно черного тела, сильно отличающемуся от звездного света». 
117. Шмаонов, Т. А. (1957). "Комментарий". Приборы и Техника Эксперимента . 1 : 83. дои : 10.1016/S0890-5096(06)60772-3.
118. Отмечается, что «измерения показали, что интенсивность излучения не зависит ни от времени, ни от направления наблюдения... теперь ясно, что Шмаонов действительно наблюдал космический микроволновый фон на длине волны 3,2 см»
119. Насельский, П.Д.; Новиков Д.И.; Новиков И.Д. (2006). Физика космического микроволнового фона. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-85550-1.
120. Хельге Краг (1999). Космология и полемика: историческое развитие двух теорий Вселенной . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-00546-1.
121. 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.
122. Нобелевская премия по физике: упущенные возможности России , РИА Новости , 21 ноября 2006 г.
123. 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.
124. Ковач, Дж. М.; и другие. (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. PMID  12490941. S2CID  4359884.
125. Ридхед, ACS; и другие. (2004). «Наблюдения за поляризацией с помощью устройства формирования изображения космического фона». Наука . 306 (5697): 836–844. arXiv : astro-ph/0409569 . Бибкод : 2004Sci...306..836R. дои : 10.1126/science.1105598. PMID  15472038. S2CID  9234000.
126. А. Ридхед и др., «Наблюдения за поляризацией с помощью устройства формирования изображения космического фона», Science 306, 836–844 (2004).
127. «Новости BICEP2 | Даже не так» .
128. Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн официально мертво». Природа . дои : 10.1038/nature.2015.16830. S2CID  124938210.
129. Сотрудничество Планка; и другие. (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.
130. Сотрудничество Планка; и другие. (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.
131. Вселенная Звездных врат — Роберт Карлайл рассказывает о фоновом излучении и миссии Destiny (Видео). YouTube. 10 ноября 2010 г. Проверено 28 февраля 2023 г.
132. Лю, Цысинь (23 сентября 2014 г.). «Задача трех тел: «Вселенная мерцает»». Тор.com . Проверено 23 января 2023 г.
133. «Астрономия в вашем кошельке - NCCR PlanetS» . nccr-planets.ch . Проверено 23 января 2023 г.
134. «На самом деле« космическое микроволновое фоновое излучение »ВандаВижн» реально» . Официальный сайт SYFY . 03 февраля 2021 г. Проверено 23 января 2023 г.

дальнейшее чтение

• 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.

Внешние ссылки

• Доступное для студентов введение в реликтовое излучение. Педагогическое, пошаговое введение в анализ спектра мощности космического микроволнового фона, подходящее для тех, кто имеет высшее образование в области физики. Более подробно, чем на обычных интернет-сайтах. Менее плотный, чем тексты по космологии.
• Тема CMBR на arxiv.org
• Аудио: Фрейзер Кейн и доктор Памела Гей – актерский состав по астрономии. Большой взрыв и космическое микроволновое излучение - октябрь 2006 г.
• Визуализация данных CMB миссии Planck
• Коупленд, Эд. «CMBR: Космическое микроволновое фоновое излучение». Шестьдесят символов . Брэди Харан из Ноттингемского университета .